Web Syllabus(講義概要)

平成31年度

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計算科学(Computational science) 佐々木 茂
1年 メディア授業通年 専門科目選択 2単位
【専通・通年】 19-3-1714-2350

1.
授業の概要(ねらい)・ディプロマポリシーとの関連

数値計算において対象となる問題に対して、どのような解析方法をどのように用いるかについて理解することを目的とします。そのために、問題を支配する法則をどのように捉えることでどのような種類の解析手法を使うかについて概観し、具体的な問題として、有限要素法について、問題の把握からプログラムの作成までを、演習を通して学びます。具体的には、材料力学などの基礎的な問題を、有限要素法で解析する手法を理解し、実際に初歩的な解析プログラムを作成していきます。
この科目は、ディプロマポリシー3に関連します。

2.
授業の到達目標

(1)1要素の問題を通して有限要素法の基本的な解法を修得する。
(2)複数の要素に分割したモデルに対する有限要素法の実際的な解法を修得する
(3)有限要素法の問題をプログラムとして実装する方法を修得し、プログラムを読んで理解することができる。

3.
成績評価の方法および基準・フィードバック方法

LMSに掲載されている小テストに取り組み、課題レポートを提出している必要があります。科目修得試験の結果(80%)と課題の評価(20%)で評価します。
LMSから課題レポートおよび科目修得試験への評価を返します。

4.
教科書・参考書

教科書:福森栄次 著「よくわかる有限要素法」オーム社

5.
準備学修の内容・必要な時間

前の授業の小テストや課題の内容を復習してから学習に臨んでください。
これには1時間以上の学習時間が必要です。

6.
その他履修上の注意事項

7.
授業内容

【第1回】
計算力学の概要
【第2回】
数学的基礎
【第3回】
数値計算法の基礎
【第4回】
有限要素法の基礎(1) 支配方程式と近似式
【第5回】
有限要素法の基礎(2) 重み付け残差法
【第6回】
有限要素法の基礎(3) その他の近似式
【第7回】
プログラム演習(1) 1要素1自由度の問題
【第8回】
プログラム演習(2) 1要素2自由度の問題
【第9回】
複数要素を使った有限要素法(1) 2つの1次要素で分割
【第10回】
複数要素を使った有限要素法(2) 要素が4つの場合
【第11回】
複数要素を使った有限要素法(3) 要素ごとの積分
【第12回】
プログラム演習(3) 基本的なプログラム
【第13回】
プログラム演習(4) マトリクスをコンパクトにする工夫
【第14回】
有限要素法による実用的な問題の解法(1) 新しい重み関数
【第15回】
有限要素法による実用的な問題の解法(2) マトリクス型有限要素法