☆機械材料シミュレーション特論（Advanced Mechanical Material Simulation）[4203]

＜授業のねらい及び具体的な到達目標＞

福島原子力発電所では、3月11日の東日本大震災で緊急冷却水注入装置が動作しないと言う大事件が発生した。原子力に限らず、科学は人類の進歩と破滅の両面を持つ両刃の剣である。破滅を回避する為には、科学に対する誠意（＝地道な積み重ねと最新の注意）と、自然への感謝と、人間の力不足を謙虚に受け止める精神が必要と考える。
　さて、原子力工学分野では、物が大きくまた危険なので実験が容易ならない場合が多く、数値シミュレーションが非常に重要な研究手段となる。この講義では、核融合炉第一壁の熱疲労強度予測を例に、それを数値シミュレーションで実施するための具体的な方法論を解説する。一つ一つの考えを積み重ねる事で最終的な目的を達成できる事を味わい、自然に対する感謝と謙虚と誠意を認識して貰いたい。
　After the Fukushima nuclear power plant trouble, in my opinion, we should understand that science is a double-edged sword with both human progress and ruin and that it is necessary for sincerity to the science, appreciation for nature, and humbly accepting human's lack of power in order to avoid ruin.
　In the field of nuclear engineering, since the object is large and dangerous, the experiment is not easy to be carried out in many cases, and numerical simulation is a very important research tool. In this lecture, the thermal fatigue strength prediction of the first wall of the fusion reactor is taken as an example and a concrete methodology for carrying out it by numerical simulation will be explained. Many elements which support the completion of the research are shown.

　また、第１日に簡単な（？）英語論文１編を各人に与えるので、最後にその和訳紹介をして貰う。英語を制するものは、世界を制する。
　On the first day, I will give you papers on constitutive equation written by English. You should introduce their outlines in the end.

　専門と言う意味では、材料の構成式とパラメータ、ニューラルネットワーク、有限要素法解析、熱疲労等について、理解を深めてくれれば良い。
　it is sufficient to deepen the understanding of constitutive equation and its parameters, neural network, finite element method analysis, thermal fatigue, and so on.

（JABEE学習・教育到達目標）
「システムデザインプログラム」
（A）工学関連分野の原理・原則に関する深い知識と応用力を身につけた人材を育成します：◎
JABEE基準1の（2）の内容
（c），（d）：◎
（b），（e），（g）：○

＜授業計画及び準備学習＞

初回に単位取得に関係する講義運営システムの説明と一般的な諸注意をするので、必ず出席して下さい。万一欠席した場合には、必ず友人等に内容を確認しておく事。
　毎回、英文和訳の訓練を実施する。
　毎回、小さいレポートを提出する。
You are sure to attend the 1st time, please. I will give you very important information for the class.
Every time, we conduct training in English translation.
Every time submit a small report.

各回の主な講義内容を記す。他に、英語論文の解説等を並行して行う。
１日目　導入・全体論 introduction
２日目　原子力工学（電力） nuclear engineering (electric power)
３日目　原子力工学（核） nuclear engineering (nuclear)
４日目　討論＝原子力発電は必要か　discussion = Are we need a nuclear power generation?
５日目　非線形材料特性とその構成式（応力と歪）　inelastic material properties and the constitutive equation (stress and strain)
６日目　非線形材料特性とその構成式（弾性）　inelastic material properties and the constitutive equation (elastic)
７日目　非線形材料特性とその構成式（粘塑性）　inelastic material properties and the constitutive equation (viscoplastic)
８日目　熱疲労現象の有限要素法による数値シミュレーション（原理） Numerical simulation to predict thermal fatigue phenomena (principle)
９日目　熱疲労現象の有限要素法による数値シミュレーション（応用） Numerical simulation to predict thermal fatigue phenomena (application)
10日目　ニューラルネットワークを用いたパラメータ同定（総論）　evaluation of the parameter set of the constitutive equation by neural network (general)
11日目　ニューラルネットワークを用いたパラメータ同定（原理）　evaluation of the parameter set of the constitutive equation by neural network (principle)
12日目　討論＝人工知能は必要か？　discussion = Are we need a AI?
13日目　諸君の英論文プレゼン　your presentation
14日目　授業の振り返り lesson review

＜成績評価方法及び水準＞

試験はしない。２回の討論（各20点）、毎回提出する小レポート（20点）と、英論文プレゼン（40点）により、総合的に評価する。到達目標をクリアした者、即ち評価が60点以上の者に単位を認め、到達状況に応じて「A+」、「A」、「B」、「C」及び「D」を与える。詳細な説明は、初回に行う。
No examination.
evaluation will be done by discussions, presentation and small reports. You will know the detail on the first day.

＜教科書＞

特に定めない。
　尚、諸君が読む英語論文とは別に、講義中で説明する原子力工学に関する英語論文を配布する。
Not specified. You will get a paper on nuclear engineering written by English.

＜参考書＞

特に定めない。
　キーワード：弾塑性理論、疲労、熱疲労、計算力学、構造設計、人工知能、ニューラルネットワーク。
Not specified.
Key words : elast-plastic theory, fatigue, thermal fatigue, numerical engineering, structural design, AI, neural network.

　なお、材料学の基礎を学びたい者には、以下参考まで。
・菱田博俊：わかりやすい材料学の基礎、成山堂書店

＜オフィスアワー＞

木曜日14:00〜15:00。メール（at13307@ns.kogakuinac.jp）でも逐次対応する。
Thursday 14:00 to 15:00
E-mail to at13307@ns.kogakuinac.jp

＜学生へのメッセージ＞

基礎理論と先端技術が融合した講義です。また、英語の論文を読む事で、英語読解力や英語的な思考論理も身に就くと思います。
Enjoy the combination of basic theory and advanced technology!
have an opportunity to get used to English!