計算科学
担当者佐々木 茂
学年・開講期1年次 通年  [情報科学専攻 (通信教育課程)修士課程]
科目の種類専門
クラスメディア授業
区分・単位選択 2単位
科目ナンバー

授業の概要(ねらい)

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。

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。

成績評価の方法および基準

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。

教科書・参考文献

種別書名著者・編者発行所
教科書教科書:福森栄次 著「よくわかる有限要素法」オーム社
参考文献

準備学修の内容

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。

その他履修上の注意事項

教科書の入手が困難な場合は、教科書を貸与いたしますので担当教員にメールにて連絡してください。詳しくはLMSのコースを参照してください。

授業内容

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