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構造ダイナミクス

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科目ナンバリング
  • G-ENG01 5F227 LJ73
  • G-ENG02 5F227 LJ73
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 火2
教員
  • 五十嵐 晃(防災研究所 教授)
  • 高橋 良和(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 構造物の振動問題や動的安全性、健全性モニタリングの問題を扱う上での理論的背景となる、構造システムの動力学、およびそれに関連する話題について講述する。線形多自由度系の固有振動モードと固有値解析の方法、自由振動と動的応答の問題について述べるとともに、計算機による動的応答解析のための数値計算法、不規則入力に対する構造物の応答の確率論的評価法、ならびに動的応答の制御の理論を取り上げる。
到達目標 (1) 多自由度系の解析の背景となる理論を理解し、具体的な問題を扱う計算法に習熟する。(2) 周波数領域での応答解析法を体系的に理解する。(3) 時間領域での数値的応答解析の背景にある積分法の特性とその分析法を身に付ける。(4) 不規則振動論の考え方の基礎を理解する。(5) 上記の諸概念同士が互いに密接に関係していることを体系的に把握する。
授業計画と内容 序論 (1回)
構造ダイナミクスの基本的概念と扱われる問題の範囲について述べるとともに、そこで用いられる方法論を概観する。

多自由度系の動力学 (2回)
多自由度系の振動モデルの定式化、線形系における固有値解析とモード解析、および減衰の取り扱いなどの基本的事項について述べる。

周波数応答の概念による振動解析 (1回)
周波数応答関数の概念から出発して線形系の応答解析を行う方法論について学び、フーリエ積分を介した時間領域応答との関係とそこでの数学的操作や計算法を講述する。

逐次時間積分法 (2回)
時間領域での数値的応答解析に用いられる逐次時間積分法を概観した後、安定性や精度などの積分法の特性の意味と、それを数理的に解析する際の考え方について述べる。

不規則振動論 (6回)
構造物への動的荷重が確定できないような場合に、入力を確率論的にモデル化する方法論の概要について述べ、その理論的な背景から構造物応答の評価法と応用に関連する理論について講述する。

構造物の応答制御の理論 (2回)
構造物の動的応答制御の方法論と、そこで用いられる標準的な理論について紹介する。

学習到達度の確認 (1回)
本科目で扱った事項に関する学習到達度を確認する。
成績評価の方法・観点 レポートおよび期末試験の評点による。
履修要件 振動学の基礎、複素解析(複素関数の積分、フーリエ変換など)、確率論、線形代数
授業外学習(予習・復習)等 随時レポート課題を課する。
教科書
  • 講義中にプリントを配布する。