【正文】 21 ? 項目二 : ? 課程設計與教師教學 22 教育目標 、 課程設計 與自我改善機制 23 課程設計 ? 課程設計理念 – 透過跨院系三學系專業(yè)領域的理論與實務知識，使學生成為具備工程分析、研判能力與診斷機械與航空工程問題的專業(yè)人才 ? 課程規(guī)劃 – (一 ) 共同必修 : 專題研究 (一 ) 、專題研究 (二 ) – (二 ) 共同選修 : 專題討論 (三 ) 、專題討論 (四 ) – (三 ) 基礎核心課程 : 分五大領域，共十五門選修課程，亦為資格考選考科目 (任選兩科 )，由本學程師資提供，或外系所支援 – (四 ) 專業(yè)進階課程 : 選修課程，由本學程師資提供，或外系所支援 – 畢業(yè)最低學分 : 30 學分 24 課程配置 校務發(fā)展 產業(yè)需求 優(yōu)質教育 人才培育 研究開發(fā) 重點研究 課程配置：專題研究、專題討論 、 專業(yè)選修 固力領域 有限元素法 資格考科目 彈性力學 塑性力學 黏性流體力學 對流熱質傳學 微尺度熱流學 高等鑄造學 高等銲接學 金屬高溫性質 數位控制 最佳控制 類神經網路 高等數值分析 統(tǒng)計推論 高等偏微分方程 熱流領域 製造領域 控制領域 數學領域 25 課綱上網 100％（例證 ：結構最佳化設計 ） 課程編碼 AERO602 學分 3 課程名稱 結構最佳化設計 OPTIMAL STRUCTURAL DESIGN 課程描述 本課程乃以介紹最佳化技術和工程結構最佳化應用為主軸的研究所課程。首先介紹最佳化問題之架構，分別說明目標函數、設計變數及限制條件等，以及如何建立最佳化設計的數學模型等基本問題與系統(tǒng)的簡介最佳化設計的方法。接下來將介紹各種現有最佳化求解方法，含解析法及數值法，其中數值法包含 Mathematical programming, Evolutionary strategy 等。課程的目的乃讓學生了解數值最佳化原理及結構最佳化設計之應用，內容涵蓋基本概念、最佳化方法、無限制 /限制函數的最佳化問題、近似技巧、敏感性分析、單目標函數及多目標函數最佳化問題。 This is a graduate course on optimal structural design and theory for engineering applications. The course aims at providing the student with a first exposure to a rational integration of traditional design methodologies with concepts and techniques of modern optimization theory and practice for constrained/unconstrained, singleobjective/multiobjective optimization problems. In addition, various design sensitivity analysis techniques are also included. Furthermore, existing engineering applications using design optimization techniques are also addressed. In principle, the student learns to create appropriate mathematical optimization models for structural design problems, and to use analytical and putational techniques to solve them. 26 課程目標與學系基本 /核心能力相關性 能力層次 (選填 ):、 、 、 、 、 中文 英文 相關性 (能力層次 ) 熟悉古典及現代最佳化技術 To get familiar with classical and modern optimization techniques 熟悉有結構最佳化設計之基本原理及求解流程 To understand the modeling procedure and basic theoretical foundations behind structural optimization 能應用最佳化方法及模型進行基本工程結構問題之設計 To be able to undertake optimal structural design of various, basic engineering problems using existing design optimization techniques 具團隊合作精神以進行工程設計之能力 To work as a team member to pursue optimal design of engineering applications 具對同學及指導老師口頭報告其設計作品之能力 To be capable of making a fine presentation of their optimal design works to their classmates and instructor 前置課程 課程編碼 課程名稱 與課程銜接的重要概念、原理與技能 MATH271 工程數學 (一 ) 向量分析、矩陣運算、線性代數、變分原理 MATH272 工程數學 (二 ) 向量分析、矩陣運算、線性代數、變分原理 MATH303 數值分析 泰勒式展開、數值微分等 27 課程名稱 結構最佳化設計 開課班級 航太碩一 授課教師 鄭仙志 課程類別 選修 授課語言 中文 開課學期 96學年度第 2學期 學習及評量方式 學習評量方式 1. 學期成績計算項目及權重標準如下： A. Midterm exam. 30% B. Final term project + Oral presentation 40% C. Homework 20% D. Class Participation 10% 2. 考試（ Exam Exam 2）： ※ 期中考依學校考試時程以筆試方式進行，期末計畫口頭報告在學期末擇一日上臺報告。 3. 作業(yè)（ Assignment）： ※ 一學期之作業(yè)共有二次。 出席 (Class Participation) ： ※ 每堂課以簽到之方式紀錄出席次數，期末依出席總次數進行評分。 教科書 (書名、作者、書局、代理商、說明 ) 書名 作者 書局 /代理商 說明 Principles of Optimal Design Papalambros, . and Wilde, D. J. Cambridge University Press 參考書目 (書名、作者、書局、代理商、說明 ) 書名 作者 書局 /代理商 說明 Elements of Structural Optimization Haftka, . and Gurdal, Z. Kluwer Academic Publishers Introduction to Optimum Design Arora, . McGrawHill Inc. Linear and Nonlinear Programming Luenberger, D. G. AddisonWesley Publishing Co. 28 課程備註 授課進度與內容 (週次、單元名稱與內容、習作 /考試進度、備註 ) 週次 單元名稱與內容 習作 /考試進度 備註 (補充閱讀資料 ) 1 結構最佳化設計簡介 2 介紹最佳化問題之架構，分別說明目標函數、設計變數及限制條件等 3 介紹單 /多目標值最佳化設計問題的數學模型及其解的特性 4 介紹變分法 (Calculus of variation) 5 以解析法 (變分法 )求解基本結構最佳化問題 (一 ) 6 以解析法 (變分法 )求解基本結構最佳化問題 (二 ) 7 以解析法 (變分法 )求解基本結構最佳化問題 (三 ) 8 無約束最佳化設計問題的介紹 9 介紹無約束最佳化設計問題解的特性 10 期中考 筆試 11 介紹各式求解無約束最佳化設計問題極大 /小值之數值法 課程教材網址 (教師個人網址請列在本校內之網址。 ) 1. 29 12 介紹各式求解無約束最佳化設計問題極大 /小值之數值法 13 介紹各式求解無約束最佳化設計問題極大 /小值之數值法 作業(yè) 14 約束最佳化設計問題及其解特性的介紹 15 介紹各式求解約束最佳化設計問題極大 /小值之數值法 (一 ) 16 介紹各式求解約束最佳化設計問題極大 /小值之數值法 (二 ) 17 敏感度分析 18 期末計畫及課堂報告 團隊實作 /課堂簡報 課程目標之教學策略與方法 課程目標 教學策略 評量方法 熟悉古典及現代最佳化技術 課堂授課 期中考 、作業(yè) 熟悉有結構最佳化設計之基本原理及求解流程 課堂授課 期中考 、作業(yè) 能應用最佳化方法及模型進行基本工程結構問題之設計 課堂授課 期末專題 具團隊合作精神以進行工程設計之能力 專題討論 期末專題 具對同學及指導老師口頭報告其設計作品之能力 課堂授課 期末專題 、口頭報告 教學模式 教學模式 講授 討論 /報告 實驗 /實習 /參訪 合計 學分分配 3 授課時數分配 30 師資人數 領域 專任教師職級 小計 教授 副教授 助理教授 固力設計組 4 2 0 6 熱流組 1 2 1 4 製造組 3 1 0 4 控制組 1 2 0 3 應數組 3 1 0 4 合 計 12 8 1 21 31 師資人數 系別 專任教師職級 小計 教授 副教授 助理教授 機電系所 5 5 0 10 航太系所 4 3 0 7 應數系所