金沢工業大学　学習支援計画書　2112-01
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学習支援計画書(シラバス)　検索システム
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機械工学専攻
対象課程 科目名 単位数 科目コード 開講時期 授業科目区分
博士前期課程（修士課程）
モデルベースデザイン特論
Model based Design
 2 2112-01 2023年度
前学期 		関係科目
担当教員名
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.有限要素法（3D-CAE） 2.構造解析 3.熱伝導解析 4.1D-CAE 5.全体最適化 構造物の設計等においては、有限要素法（FEM）の活用が不可欠である。ここでは今まで学 んできたコンピュータ援用技術をさらに高度化させ、問題解決・最適化創出の手段としてFE Mをはじめとする数値解析を修得することにより、設計現場での即戦力として活躍できる人 材となることを目指す。さらに1D-CAE解析との組み合わせにより、全体最適化を学び、設計 業務の効率化と重要因子の決定プロセスを体験する。
授業の概要および学習上の助言
数値解析技術や有限要素解析の知識を基礎とし、さらに進んだ工学的諸問題の解決ができるように、非線形構造解析問題ある いは非定常問題へと知識と経験の幅を広げる。主な学習主題は、1. 弾性変形領域における大変形問題　2. 塑性変形を含む大 変形問題　3. 熱伝導解析などである。さらにこれらの結果を踏まえ、上流段階から適用可能な設計支援の考え方、手法への 応用（1D-CAE）を試みる。
教科書および参考書・リザーブドブック
eーシラバスよりテキストで配布します。
履修に必要な予備知識や技能
材料力学、熱移動工学を十分に身につけていること。数値解析に関する基礎的知識を有すること
学生が達成すべき行動目標
No.
① 汎用有限要素法ソフトのプリプロセッサーの機能を持ちいて部品の要素分割が効率良くできる
② 汎用有限要素法ソフトのポストプロセッサーの機能を持ちいて計算結果の表示と対策が行える
③ 自らの課題を解析ソフトを使って解析ができる
④ 1D-CAEの概念を理解して、3D-CAEと組み合わせることができる
⑤ 解析結果を解釈して、設計変更につなげられる
⑥
達成度評価
評価方法 試験 クイズ
小テスト		 レポート 成果発表
(口頭・実技)		 作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 0 0 50 50 0 0 0 100
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 ①
②
③
④
⑤
⑥
クイズ
小テスト		 ①
②
③
④
⑤
⑥
レポート ① 与えられた解析課題を、有限要素法を用いて取り組む。さらにはその結果を踏まえて、一部の現象を1D-C AEに置き換え、全体最適化を取り組む。その内容を定量的にレポートでまとめる。
② レ
③
④ レ
⑤ レ
⑥
成果発表
(口頭・実技)		 ① レポートにまとめた内容を、全員の前でプレゼンテーションを行う。　
② レ
③
④ レ
⑤ レ
⑥
作品 ①
②
③
④
⑤
⑥
ポートフォリオ ①
②
③
④
⑤
⑥
その他 ①
②
③
④
⑤
⑥
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
授業で取り上げた例題にすべてについて修得し、それを身近な 課題に応用できる。解析した結果を踏まえ、最適設計が出来る 。数値解析技術の原理が定量的に述べられる。自らの研究課題 を学んだ手法を用いて解析し、課題の要因を見つけ出し、最適 設計ができる。 授業で取り上げた例題をほぼ修得し、それを身近な課題に応用 できる。解析した結果を踏まえ、最適設計が出来る。数値解析 技術の原理が定量的に述べられる。自らの研究課題に応用がで きす。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間（例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間：分※
1 有限要素法を用いた構造解析とは パソコンの立ち上げ 講義　演習 特になし
2 【前週の復習】 0章　はじめに 1章　２次元平面要素モデルの線形静的構造解析 2章　片もち梁におけるたわみ量の解析精度 3章　丸孔を有する平板における応力集中の解析精度 講義と演習 あらかじめeシラバスにアップし ているテキストを見ておく(30分) 60
3 【前週の復習】 6章　2材料積層板の熱応力解析 7章　恒温槽中にある材料の定常伝熱解析 8章　恒温槽中にある材料の非定常伝熱解析 講義と演習 あらかじめeシラバスにアップし ているテキストを見ておく(30分) 60
4 【前週の復習】 9章恒温槽中にある材料の過渡伝熱-静的構造連成解析 講義と演習 あらかじめeシラバスにアップし ているテキストを見ておく(30分) 60
5 【前週の復習】 各自の課題を取り組む 実習 各自の課題を明確に調査する(60 分) 60
6 10章 1D-CAEの導入 ・モデルベースデザインと1D-CAE(1DCAE) ・設計プロセスとV字モデル ・アナロジーの基礎と非因果的モデリング 11章 伝熱問題と1D-CAE ・伝熱問題における1D-CAEの演習 講義と演習 eシラバスにアップしているテキ ストを予め読んでおく OpenModelicaの最新版をPCにイン ストールしておく（詳細はeシラ バスで連絡する） 60
7 【前週の復習】 12章 1D-CAEを用いた全体適正設計と演習 13章 3D-CAEと1D-CAEの連携 講義と演習 eシラバスにアップしているテキ ストを予め読んでおく 60
【前週の復習】 解析結果を全員の前でプレゼンする 発表会 各自の発表準備を行う 360