科目ナンバー

SE-CV3-3C22

履修条件・関連科目等

「構造力学２」を履修済みであることを前提に講義する。

授業で使用する言語

日本語／英語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

偏微分方程式の代表的な離散化解析手法である有限要素法の基礎理論とその線形問題に対する応用について講義する。なお、講義に関連した演習を随時行う予定である。また、授業は英語で実施する。

科目目的

　計算力学とは、偏微分方程式で表される力学現象を離散化解析手法を用いて、理解・解明するための学問である。本講義では、離散化解析手法として、実務において最も広く用いられている有限要素法を取り上げて、その理論と力学現象への適用について学ぶ。

到達目標

偏微分方程式の代表的な離散化解析手法である有限要素法の基礎理論とその応用について理解する。

授業計画と内容

第１回　計算力学概論
第２回　代表的な物理問題の支配方程式（偏微分方程式）と特徴
第３回　偏微分方程式の数値解法（差分法、有限体積法）
第４回　マトリックス変位法によるトラス構造解析
第５回　重み付き残差法と有限要素法（１）：古典的手法
第６回　重み付き残差法と有限要素法（２）：Ｇａｌｅｒｋｉｎ法
第７回　楕円型問題に対する有限要素法（１）：ポテンシャル流れの理論と定式化
第８回　楕円型問題に対する有限要素法（２）：ポテンシャル流れの有限要素解析
第９回　楕円型問題に対する有限要素法（３）：弾性問題の理論と定式化
第10回　楕円型問題に対する有限要素法（４）：弾性問題の有限要素解析
第11回　要素の種類と特性、時間の離散化：陰解法と陽解法
第12回　放物型問題に対する有限要素法（１）：非定常熱伝導問題の理論と定式化
第13回　放物型問題に対する有限要素法（２）：非定常熱伝導問題の有限要素解析
第14回　振動問題に対する有限要素法、到達度評価

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

　毎回授業前にＷｅｂページに掲載する講義資料に必ず目を通して出席すること。復習は特に力を入れ、次回までに曖昧な事項や疑問点を持ち越さないようにする。課題でレポートの提出がある場合は、必ず期日までに作成し、提出すること。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける／授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

実習、フィールドワーク

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

講義形式による解説と演習（実際に問題を解き、解答について学生と議論する）を併用して授業を実施する。

授業におけるICTの活用方法

その他

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

コンピュータプログラムを用いたシミュレーションを行う。

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

テキスト：竹内則雄、樫山和男、寺田賢二郎著「計算力学（第2版）」森北出版（3,400円＋税）

その他特記事項

参考URL

http://www.civil.chuo-u.ac.jp/lab/keisan/index.html