山口大学教務システム - 1041220004-シミュレーション技法

開講年度	開講学部等
2025	理学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期前半	火5～6	講義
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1041220004	シミュレーション技法[Modeling and Simulation]			日本語	1
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
浦上　直人[URAKAMI Naohito]					ー
担当教員[ローマ字表記]
浦上　直人　[URAKAMI Naohito]
特定科目区分		対象学生		対象年次	3～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

複雑で解析的手法では取り扱いが困難な現象を研究するための基礎的な自然現象モデリングを学習する。特に、自然現象を理解する上で必要不可欠となる微分方程式の数値解法について解説する。

授業の到達目標


自然現象モデリングでは、物理系の微分方程式の解法とその応用、多自由度系の動力学や基準振動解析を学習する．これらの学習を通して、物理学や情報科学、あるいは他の様々な分野で、これらのモデル化手法を積極的に応用する態度を養う。

授業計画

【全体】

自然現象の数理モデリングを学び、様々な概念、定義、計算手続きに関して解説を行う。授業内では、演習を通して理解度を確認しながら進める。また、授業時間外では、e-learningを通して授業中に説明した内容の理解を深める。

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	オリエンテーション	担当教員の紹介、授業の目標と進め方、シラバス説明、成績評価の方法：	シラバスを読み、C言語、および数学基礎の復習(学習時間の目安：4時間程度)

第2回

自然現象のモデリング序論

生体の個体数予測モデル

C言語、および数学基礎の復習(学習時間の目安：4時間程度)

第3回

微分方程式の解法への序論

オイラー法を用いた微分方程式の解法を学ぶ。

微分方程式の基礎を復習、およびe-learning(学習時間の目安：4時間程度)

第4回

微分方程式の解法への序論

改良オイラー法を用いた微分方程式の解法を学ぶ

微分方程式の基礎を復習、およびe-learning(学習時間の目安：4時間程度)

第5回

連立微分方程式の数値解法

高階微分方程式の数値解析法に関数する一般論を学ぶ

線形代数の対角化について復習、およびe-learning(学習時間の目安：4時間程度)

第6回

高階微分方程式の数値解法

高階微分方程式の数値解析法に関数する一般論を学ぶ

微分方程式の解法を復習、およびe-learning(学習時間の目安：4時間程度)

第7回

分子動力学シミュレーション

ベルレ法、速度ベルレ法を学び、連成振動への適応法を学ぶ

微分方程式の解法を復習、およびe-learning(学習時間の目安：4時間程度)

第8回

まとめ

試験

試験勉強(学習時間の目安：4時間程度)

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: --%　C: --%　D: --%

成績評価法

e-learning(30%)、期末試験(70%)で評価します。ただし、欠格条件は欠席3回以上とします。

教科書にかかわる情報

備考

教科書は使用しませんが、授業で使用する資料はmoodle上で公開します。

参考書にかかわる情報

参考書	書名	Javaで学ぶシミュレーションの基礎				ISBN	4627918615
参考書	著者名	峯村吉泰著	出版社	森北出版				出版年	2006

備考

数値解析で使用する教科書です。

メッセージ

キーワード

微分方程式の数値解法、カオス

持続可能な開発目標（SDGs）

(教育)すべての人に包摂的かつ公正な質の高い教育を確保し、生涯学習の機会を促進する。

メディア授業