到達目標
補間法、微分方程式、行列解法の数値計算に必要なアルゴリズムとその高速計算手法の理解
数値計算に必要なプログラミング技術の習得
JABEEの評価基準に達するには60点以上が必要
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:移流方程式 | 移流方程式の表す現象と、その数値計算法の難しさを説明する事ができる。 | 移流方程式を答えることができる。 | 移流方程式を答えることができない |
評価項目2:移流方程式の数値解法 | 数値拡散、振動といった問題を理解し、CIP法の有効な理由を説明できる。 | 数値拡散、振動を含んだ解をシミュレーションにより表示することができる。 | 移流方程式の数値シミュレーションができない。 |
評価項目3:応用 | CIP法を用いたシミュレーションコードを用いて、流体や電磁波のシミュレーションを行い、結果について十分議論した。 | CIP法を物理現象に応用した。 | 物理現象への応用を行う事ができなかった。 |
学科の到達目標項目との関係
ディプロマポリシー B-3
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JABEE B3
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教育方法等
概要:
学習目標(授業の狙い)
この科目では、微分方程式、差分法、行列解法に関する計算アルゴリズムについて学習する。また、C言語による数値計算プログラムの作成方法とその高速化手法を習得する。
授業の進め方・方法:
具体的な計算方法に重点をおいて理解を深める。
評価が60点に満たない者は、願い出により追認試験を受けることができる。追認試験の評価基準は本試験に準ずる。追認試験で単位修得が認められた者は、その評価を60点とする。
注意点:
事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと
(授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
期末試験(70%)、プログラミング演習とレポート(30%)で総合評価。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス、移流方程式 |
移流方程式の解説 事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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2週 |
移流方程式の離散化。 |
移流方程式について風上差分を解説し、そのプログラミングを行う。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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3週 |
移流方程式の離散化。 |
移流方程式について、Lax-Wendroff法を解説し、そのプログラミングを行う事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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4週 |
移流方程式の離散化。 |
CIP法を解説する。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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5週 |
移流方程式の離散化。 |
CIP法をプログラミングし、その精度を検証する。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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6週 |
CIP法の高精度化 |
CIP法の高精度化について検討を行う。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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7週 |
CIP法の高精度化 |
CIP法の高精度化を考慮したアルゴリズムに従い、プログラミングを行う。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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8週 |
CIP法の多次元化 |
CIP法の2次元化について検討を行う。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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4thQ |
9週 |
CIP法の多次元化 |
CIP法の2次元プログラムを作成、検証。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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10週 |
CIP法の物理分野への応用 |
電磁気分野へのCIP法の応用事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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11週 |
CIP法の物理分野への応用 |
流体力学分野へのCIP法の応用事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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12週 |
CIP法の物理分野への応用 |
流体力学分野へのCIP法の応用とそのプログラミング事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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13週 |
高速計算 |
これまで作成したプログラムの高速化に関する解説。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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14週 |
高速計算 |
GPGPUサーバを用いたプログラムの高速化。事前に行う準備学習:前回の講義の復習を行ってから授業に臨むこと (授業外学習・事後)授業内容に関する課題を解く。
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15週 |
期末試験 |
期末試験
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16週 |
試験返却 |
試験返却
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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 | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 100 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 200 |
基礎的能力 | 40 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 80 |
専門的能力 | 60 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 120 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |