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最終更新日：2025年10月17日

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連続体の力学とCAE

連続体問題を記述する偏微分方程式をコンピュータで解くための理論、プログラミング、コンピュータ利用技術を身につける。これらは産業界の広い分野で必須の技術となっているCAE（Computer-Aided Engineering, 計算機援用工学）の基盤をなすものである。まず、熱伝導方程式、弾性体の変形問題、非圧縮性流れを対象とし、それらをコンピュータ内に表現するための離散化近似手法（有限差分法、有限要素法）を学ぶ。次に、形状作成から物理シミュレーション、可視化の一連の処理を、並列計算機やGPUなどの先端的な計算機環境の上で実施する。
講義と演習を適宜組み合わせて実施する。本講義を履修することにより、連続体（固体、流体）のコンピュータ・シミュレーションと工学応用の実際についての基盤学理とスキルを身に付けることができる。
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時間割／共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
FEN-SI3d28S1
FEN-SI3d28S1
連続体の力学とCAE
奥田　洋司
A1
火曜3限、火曜4限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
可
開講所属
工学部
授業計画
（講義日）10/7, 10/14, 10/21, 10/28, 11/4, 11/11, 11/18 10/7, 10/14, 10/21 （奥田担当） ・連続体とは ・数学的準備 ・変位(速度)、ひずみ(ひずみ速度)、応力 ・オイラー記述とラグランジュ記述、物質微分（実質微分） ・保存則、レイノルズの輸送定理、ガウスの発散定理 ・構成式 ・境界値問題、支配方程式と境界条件・初期条件 ・有限要素法の離散化 ・CAEの流れ ・形状モデリングとFEMプレポスト ・FrontISTRを用いたFEM構造解析の実際 10/28, 11/4, 11/11（松永担当） ・無次元化 ・テイラー展開 ・数値誤差（打ち切り誤差、丸め誤差、桁落ち、情報落ち） ・適合性、安定性、収束性 ・クーラン数、拡散数、フォンノイマンの安定性解析 ・数値拡散、数値振動 ・有限差分法の離散化 ・メッシュ、格子、粒子
授業の方法
「準備学習等」 ・毎回の授業内容に沿って参考資料等を用い事前に学習すること。 ・授業後は、ノート等をもとに復習すること。 ・事前事後を問わず、プログラミングスキルやアプリケーション利用スキルの向上、ネットワーク環境の知識向上などに努めること。
成績評価方法
小テスト、レポートと出席を総合的に評価する。
教科書
（編集中）UTOLで適宜配布
参考書
（編集中）UTOLで適宜配布
履修上の注意
基礎を固める（分野別基礎）
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