到達目標
物理現象・化学現象のモデル化の原理およびその解法について理解する。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | | | |
| 評価項目2 | | | |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
種々の工業装置内で起こる物理・化学現象を数学モデル化するために必要な手法について解説する。
授業の進め方・方法:
オムニバス方式で、第1～8回を北川が，第9～15回を山野内がそれぞれ担当する。
注意点:
代数学、微分積分学の知識、および基本的なプログラミング技術の習得を前提とする。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シミュレーション工学の概要 |
シミュレーション技術の意義について理解する。
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| 2週 |
保存則、速度論によるモデル化（１） |
反応速度論、移動現象論について理解する。
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| 3週 |
保存則、速度論によるモデル化（２） |
反応拡散方程式の構造について理解する。
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| 4週 |
保存則、速度論によるモデル化（３） |
有限差分近似とその解法について理解する。
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| 5週 |
保存則、速度論によるモデル化（４） |
多成分問題、非線形問題の解法について理解する。
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| 6週 |
セルオートマトンモデル（１） |
基本的なセルオートマトンであるライフゲームについて理解する。
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| 7週 |
セルオートマトンモデル（２） |
Wolframのセルオートマトンについて理解する。
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| 8週 |
セルオートマトンモデル（３） |
パーコレーションモデルにについて理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
動力学粒子シミュレーション1 |
物体の様々な運動から運動方程式を導ける
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| 10週 |
動力学粒子シミュレーション2 |
物体の様々な運動から初期条件等を設定できる
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| 11週 |
動力学粒子シミュレーション3 |
運動方程式を規格化し、微分方程式にすることができる
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| 12週 |
動力学粒子シミュレーション4 |
様々な差分法の違いを説明できる
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| 13週 |
動力学粒子シミュレーション5 |
適切な差分法から物体の運動を数値計算で模擬できる
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| 14週 |
ニュートン最適化法1 |
方程式の解を求めるニュートン法を説明できる
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| 15週 |
ニュートン最適化法2 |
結晶構造の系のハミルトニアンを理解できる
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
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| 2週 |
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| 3週 |
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| 4週 |
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| 5週 |
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| 6週 |
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| 7週 |
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| 8週 |
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| 4thQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |