数値計算法

Numerical Calculation Methods

9981390

81ICNUC301

佐竹　信一

2024年度後期

月曜2限

先進工学部　電子システム工学科

Department of Applied Electronics, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

C言語を使い､ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝや計測実験などに使う基礎的な計算手法について講義し演習を行う｡　キャリアとの関係では、情報関連分野で働くためのコンピュータ技術を学ぶことができる。

本学科のディプロマ・ポリシーに定める『基礎学力を基盤とした発展性を有する専門知識』を修得するための科目です。

１．電子応用工学分野で使われる数値計算手法を理解しプログラミングできるようになる。
２．計算結果をグラフィックスを用いて表現できるようになる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

プログラミング及び実習１とプログラミング及び実習２の単位を修得していることが望ましい

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各回ごとに準備学習・復習については指示する。
詳細は「授業計画」を参照すること。

到達度評価50％、レポート50％

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
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ﾆｭｰﾒﾘｶﾙ･ﾚｼﾋﾟ･ｲﾝ･ｼｰ｢日本語版｣､技術評論社

[ ]内は準備学習、復習に必要な時間の目安

1 授業の概要と電子応用工学分野での数値解析手法の概説 　　
（準備学習）計算工学と数学・物理学の関係を予習しておく。[0.5時間]
（復習）対象となる問題に対応した数値計算手法を理解する[0.5時間]
数値解析手法の分類ができるようになる。

2 偏微分方程式
（準備学習）微分積分について予習。[0.5時間]
（復習）偏微分方程式の分類方法について理解する。[0.5時間]
数値解析手法に対応した偏微分方程式の分類ができるようになる。

3 数値計算と誤差
（準備学習）数学式について予習。[0.5時間]
（復習）誤差の種類と離散化について理解する。[0.5時間]
数値計算をするうえで誤差の定義が理解できるようになる。

4 定常熱伝導
（準備学習））熱伝導の基礎方程式の見直し。[0.5時間]
（復習）熱伝導方程式に関する知識を総合的に理解する[0.5時間]
熱伝導方程式に関する知識を総合的に理解できるようになる。


5 　熱伝導方程式の数値計算法（その1）
（準備学習）差分化について予習。[0.5時間]
（復習）差分のアルゴリズムについて理解する。[0.5時間]

6 　熱伝導方程式の数値計算法（その2）
（準備学習）差分化について予習。[0.5時間]
（復習）差分のアルゴリズムについて理解する。[0.5時間]

7 　熱伝導方程式の数値計算法（その3）
（準備学習）微分積分について予習。[0.5時間]
（復習）TDMAアルゴリズムについて理解する。[0.5時間]
差分方程式化した場合の行列との関係が理解できるようになる。

8 　熱伝導方程式の数値計算法（その4）
（準備学習）微分積分について予習。[0.5時間]
（復習）TDMAアルゴリズムについて理解する。[0.5時間]
差分方程式化した場合の行列との関係が理解できるようになる。

9 　対流項スキームの数値計算法（その1）
（準備学習）微分について予習。[0.5時間]
（復習）差分スキームの導出方法について理解する。[0.5時間]
差分方程式化した式が理解できるようになる。

10 　対流項スキームの数値計算法（その2）
（準備学習）微分について予習。[0.5時間]
（復習）移流問題について理解する。[0.5時間]
移流問題のプログラムが理解できるようになる。

11 　対流項スキームの数値計算法（その3）
（準備学習）対流項スキームについて予習。[0.5時間]
（復習）移流方向と数値拡散について理解する。[0.5時間]
数値粘性が理解できるようになる。

12　　移流拡散問題の数値シミュレーション（その１）
（準備学習）コントロール・ボリュームに基づく離散化について復習しておく。　[0.5時間]
（復習）境界条件の与え方について理解する。[0.5時間]
離散化した式に対しての境界条件を与えることができるようになる。

13　　移流拡散問題シミュレーション（その２）
（準備学習）コントロール・ボリュームに基づく離散化　[0.5時間]
（復習）クーラン数について理解する。[0.5時間]
クーラン数の定義を理解できるようになる。

14　　移流拡散問題シミュレーション（その３）
（準備学習）コントロール・ボリュームに基づく離散化　[0.5時間]
（復習）クラーン数と数値解の関係について理解する。[0.5時間]
適切なクーラン数を定義できるようになる。

15　到達度評価
　当該授業における達成度を到達度評価により確認する。
　その後、授業として当該授業科目の内容の総括を行う。

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