九州大学 工学研究院 機械工学部門

授業科目区分

大学院連携科目

授業対象学生及び学年等

機械航空工学科(機械工学コース)4年生

授業科目コード

M851

授業科目名

計算力学I

講義題目

 

授業方法及び開講学期等

通常授業・集中講義・臨時

前期・火曜2時限

通常授業

単位数

担当教員名

金山 寛 教授

 kanayama@mech.kyushu-u.ac.jp

 

履修条件

線形代数,微積分の基礎は必須.伝熱工学,弾性論,流体力学,電磁気学の基礎があることが望ましい.

授業の概要

計算力学において重要な位置を占める有限要素法の基礎と応用を学ぶ.

全体の教育目標

偏微分方程式の数値解法のなかでも代表的な有限要素法を学ぶことにより,計算機利用の基礎の拡充を図る.

個別の学習目標

有限要素法の基礎を理解し,理工学の種々の問題へ応用するための知識・能力を身につける.
 1. Poisson方程式の境界値問題と有限要素近似
 2. 抽象的変分問題
 3. 有限要素近似解の誤差評価
 4. 弾性力学・非圧縮性粘性流・静磁場解析等への有限要素法の応用

授業計画

1.  講義計画・参考文献の紹介,Poisson 方程式の境界値問題とFDM,FEM,BEMの特徴比較

2.  1 次元の FEM 

3.  2 次元の FEM  

4.  FEM のプログラミング

5.  連立 1 次方程式の解法  

6.  各種要素等のやり残し部分の補充と演習問題の提示 

7.  抽象的変分問題 その 1 (弾性力学への応用)

8.  抽象的変分問題 その 2 (非圧縮性粘性流への応用)

9.  抽象的変分問題 その 3 (静磁場解析への応用)
10.  抽象的変分問題 その 4 (その他の話題)

11.  FEM 近似解の誤差評価
12.  計算力学演習 (その 1)
13.  計算力学演習 (その 2)
14.  計算力学演習 (その 3)

 

 

キーワード

シミュレーション,数値計算,有限要素法

授業の進め方

主に講義を行うが,最後の計算力学演習3回は実際に計算機を使う演習を行う.

教科書及び参考図書

菊地文雄 著「有限要素法概説―理工学における基礎と応用―」サイエンス社を 前半の教科書として用い,後半はプリント等を用いる.

学習相談

E-mailによる個別相談や面談はそれが必要になったときに行う.

試験・成績評価の方法等

レポートの成績により100点満点で評価する.60点以上を合格とする.

その他

本科目の合否と計算力学演習(科目番号M855)の合否は独立している.


注意:内容についての問い合わせは,担当教官にお願いします.

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九州大学大学院機械科学専攻 <webmastr@mech.kyushu-u.ac.jp>
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