2020年 大学院理工学研究科 シラバス - 量子理工学専攻
設置情報
| 科目名 | 計算機シミュレーションⅠ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 量子理工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 長峰 康雄 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | O53A |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 多体問題としてのプラズマを主な対象にして、計算機シミュレーション技法の基礎について学習する。Ⅰでは主に常微分方程式の数値解法が中心になる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書と配付資料により講義を行う。 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
学部２、３年生で習う基本的な物理と数学的知識で理解できるように解説する。 予備知識としては計算機関連の知識があるとよい。 |
授業計画
| 第1回 | 計算機シミュレーションの概要について理解する。 事前学習：計算機シミュレーションについて予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
|---|---|
| 第2回 | 必要となる数学について復習する。 事前学習：学部で学習した数学について予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第3回 | 常微分方程式の数値解法を学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第4回 | Runge-Kutta法１ 基本事項を理解する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第5回 | Runge-Kutta法２ 応用解法について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第6回 | 予測子－修正子法 線形多段解法について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第7回 | シンプレクティック法について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第8回 | 境界値問題の解法について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第9回 | 応用１ 磁力線（流線）の方程式の数値解法について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第10回 | 応用２ 非線形振動の解析について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第11回 | 偏微分方程式の数値解法を学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第12回 | 楕円型方程式の差分解法について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第13回 | 楕円型方程式の応用例について学習する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第14回 | 連立一次方程式の解法について理解する。 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第15回 | まとめと課題レポートについて 事前学習：これまでの授業内容について復習する。（2時間） 事後学習：授業内容を復習する。（2時間） |
その他
| 教科書 | |
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
小柳義夫 『計算物理学 基礎編』 朝倉書店 2001年
河村哲也 『流体解析I』 朝倉書店 1996年
プラズマ・核融合学会 『プラズマシミュレーション』 京都大学学術出版会 2018年
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポートにより成績を評価する。 フィードバック⽅法については、CSTポータル等を通してレポートに関しコメントする。 |
| 質問への対応 | 原則、授業終了後に対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
授業中に指示する。 |
| オフィスアワー |
水曜 駿河台 16:00 ～ 17:30
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| 学生への メッセージ |
題材としてプラズマを対象にすることが多いですが、プラズマの知識は前提としません。計算機シミュレーションに必要な基本手法について解説しますからどのような分野にも応用が利くと思います。 |