計算機シミュレーションⅡ (O23B)

日本大学理工学部

2022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Ⅱ
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	後期
単位	2	曜日時限	火曜3
校舎	駿河台	時間割CD	O23B
クラス

概要

学修到達目標	主に偏微分方程式の数値解法について基礎を理解する。また応用として流体やプラズマの解析に必要となる技法について理解を深める。
授業形態及び授業方法	「対面授業」形式で、板書と配付資料により講義を行う。
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IからIIへの橋渡し　事前学習：計算機シミュレーションIの内容を復習する。（1時間）　事後学習：授業内容を復習する。（3時間）
第2回	放物型方程式の差分解法１熱伝導方程式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3回	放物型方程式の差分解法２数値安定性について理解する。　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4回	双曲型方程式の差分解法１波動方程式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5回	双曲型方程式の差分解法２数値安定性について理解する。　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6回	移流拡散方程式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7回	移流拡散方程式の解析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8回	有限体積法の基礎１コントロールボリュームの概念について学習する。　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	有限体積法の基礎２数値計算のための定式化について学習する。　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	有限体積法の基礎３非構造格子を用いた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11回	流体方程式の解法１基本的な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12回	流体方程式の解法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13回	電磁流体方程式の解法簡単な例を用いて数値解法を理解する。　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14回	粒子法シミュレーション入門定式化の基礎について学習する。　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
参考資料コメント及び資料（技術論文等）	Joel H. Ferziger, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer, 2002 河村哲也『流体解析I』朝倉書店 1996年 S. Jardin, Computational Methods in Plasma Physics, CRC Press, 2010
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、必要があればCST-VOICE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	火曜駿河台 15:30 ～ 17:30
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。

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