2021年度学院等開講科目工学院機械系

スペクトル解析

開講元: 機械系
担当教員: 大熊政明
授業形態: 講義/演習
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月1-2 (I121)
クラス: -
科目コード: MEC.B333
単位数: 0.50.50
開講時期: 2021年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

　振動現象を代表として各種の動的現象のデータ解析としてスペクトル解析は有用である．本講義では，機械工学における構造動力学の事例を中心的に取り上げて具体的な演習を含めてスペクトル解析の基礎から応用までを習得する．
　本講義のねらいは，フーリエ変換（実用的にはＦＦＴ）の理論を物理学的および数学的に十分に理解した上で実際のデータの分析に使いこなせるように教授することである．

到達目標

到達目標は次のとおりである．
１．スペクトル解析を成立させる基盤的な現象理論の理解
２．具体的なスペクトル解析法とデータ処理法の理解
この科目は，学修目標の
6. 機械工学の発展的専門学力
7. 専門知識を活用して新たな課題解決と創造的提案を行う能力
の修得に対応する．

キーワード

動的現象，　スペクトル，　不規則振動，　相関性

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

解説講義と受講生各自のＰＣを使った演習の組み合わせ授業である．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	スペクトル解析研究の歴史概観と不規則振動とスペクトル	スペクトル解析法の研究の歴史と有用性を知り，学習意欲を高める．
第2回	自己相関とスペクトルの関係	自己相関とスペクトルの関係を理解する．
第3回	相互相関とクロススペクトルおよび伝達関数の関係	相互相関とクロススペクトルおよび伝達関数の関係を理解する．
第4回	定常性とエルゴード性	定常性とエルゴード性の概念を理解する．
第5回	データ計測と処理法	データ計測と処理法の基礎を理解する．
第6回	プログラミングによる学習	具体的に理論をプログラムコードで表現する．
第7回	機械工学系でのスペクトル解析の活用	スペクトル解析のさまざまな活用法，分野，将来性について考える．

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

参考書を利用して必要に応じた資料を提示する．

参考書、講義資料等

構造動力学，大熊政明著，朝倉書店
「科学としてのことばとしての数学　機械工学のための数学II　～基礎数値解析法～」，東工大機械科学科編（大熊政明，中原健志　共著）
スペクトル解析，日野幹雄著，朝倉書店，

成績評価の方法及び基準

基本的には演習（約30%）および期末試験（約70%）で評価する．ただし，今年度は新型コロナ禍でのonline形式授業とならざるを得ず，演習・レポートで評価する．筆記期末試験は実施しない．

履修の条件・注意事項

Matlabまたは何らかのプログラミング言語ソフトを有したノートＰＣを持参すること．

その他

受講生は各自Matlabを入れ込んだノートＰＣを持参すること．
本科目は４年次学生対象科目であり，2021年度はコロナ感染症禍の社会問題とその対処からonlineで実施することから，４年次学生だけを履修許可する．