シミュレーション理工学

http://wwwhnl.cs.uec.ac.jp/lecture
(仲谷),
http://www.im.uec.ac.jp/~tatsuno/lectures/sim/
(龍野)

これまで学習してきた数値計算法やプログラミング技術が計算科学の分野でどのように生かされているかについて学習する。研究開発や生産の現場で実際に使われているシミュレーションプログラムは、一般に、大規模かつ複雑であるが、これらも元をただせば種々の理工学分野でたてられたモデルと各種計算技術の組み 合わせで構成されている。この点について理解を深め、計算科学的シミュレーションの考え方を身に付けることを目標とする。

微分積分学、解析学、線形代数学、コンピュータリテラシー、基礎プログラミング、数値計算

履修しておくべき科目以外特になし

教科書は指定しない。
講義中に参考書を紹介する。

第1回 数値シミュレーションとは
第2回 2体問題 モデリング
第3回 2体問題 プログラミング
第4回 多体問題 モデリング
第5回 多体問題 様々な数値解法
第6回 多体問題 プログラミング
第7回 並列計算 並列化技法
第8回 並列計算 プログラミング
第9回 偏微分方程式のシミュレーション技法
第10回 拡散方程式 モデリング
第11回 拡散方程式 プログラミング
第12回 移流方程式 モデリング
第13回 移流方程式 プログラミング
第14回 移流拡散から流体へ
第15回 移流拡散方程式 プログラミング

講義ノートや参考書を用いて、授業の進行に合わせて適宜予習復習をしておくこと。

講義内容に対応した簡単なプログラムを作成し、計算結果について自分で考えることに重点を置いたレポートを提出する。基本的には2回のレポート課題の出題を予定しており、二つのレポートで評価をする予定である。
最低達成基準:計算理工学の役割と現象のモデル化の基礎を正しく説明でき、計算理工学の基本的な問題を解くことができること。

特に設けない。授業に関する質疑応答は受講学生全員にとって有益だと考えるので、授業時間内に質問すること。全ての講義終了後は、個別の授業相談に応じる。ただし、電子メールでアポをとること。

計算科学の分野でのコンピュータ利用の最終目的は具体的な物理的対象物の理解や設計に必要な解答を得ることです。これまで学習してきた数学的な基礎やコンピュータ利用技術はこのような目的のために驚くほどの力を発揮します。この様子を一部でも垣間みることによって、計算科学に興味を持ち積極的に計算理工学の分野に踏み込んでほしいと思います。

特になし