理工学部Faculty of Science and Engineering
ELC300XD（電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 300）応用数値解析Atvancet numerical analysis
西村 征也Seiya NISHIMURA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H5670 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 火4/Tue.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
電気電子工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
This course introduces the numerical simulations based on ordinary differential equations to students taking this course.
Learning activities outside of classroom are review and preparation of reports for each class.
Grading will be decided based on reports (100%).
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
物理学や工学の多くの問題は、微分方程式によって記述されている。これらの問題について数値シミュレーションを行うためには、微分方程式を数値的に解く手法を学ぶ必要がある。本講義においては、微分方程式を初期値問題、境界値問題、初期値境界値問題の3つの典型的な問題に分類し、学習を行う。座学においては、それぞれの問題に対する基礎的な数値解析法について学ぶ。演習においては、プログラミング技術を習得することを目指す。
到達目標Goal
・微分方程式の初期値問題、境界値問題、初期値境界値問題について説明することができる。
・Fortran（または、C言語）を用いてプログラムを書いてシミュレーションを実行できる。
・シミュレーション結果を適切なグラフとして表現することができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
講義を中心とした座学と、プログラミングを行うの演習を交互に行う。演習においては、与えられた課題に対して手計算およびプログラミングを用いて解き、答案をレポートとして授業支援システムに提出する。課題等に対しては学習支援システムを用いてフィードバックする。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：ガイダンス
本講義の進め方の説明
必要となるソフトの準備
2[対面/face to face]：初期値問題I
オイラー法、ルンゲクッタ法
3[対面/face to face]：演習(1)
初期値問題Iの内容の演習
4[対面/face to face]：初期値問題II
多段法
5[対面/face to face]：演習(2)
初期値問題IIの内容の演習
6[対面/face to face]：初期値問題III
高階微分を含む場合の取り扱い
7[対面/face to face]：境界値問題I
シューティング法
8[対面/face to face]：演習(3)
境界値問題Iの内容の演習
9[対面/face to face]：境界値問題II
ラプラス方程式、ポアソン方程式
10[対面/face to face]：演習(4)
境界値問題IIの内容の演習
11[対面/face to face]：初期値境界値問題I
拡散方程式
12[対面/face to face]：演習(5)
初期値境界値問題Iの内容の演習
13[対面/face to face]：初期値境界値問題II
バーガーズ方程式
14[対面/face to face]：演習(5)
初期値境界値問題の内容の演習
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】
レポートを作成し、提出する。
テキスト（教科書）Textbooks
必要に応じて参考書を指定する。
参考書References
数値計算（高橋大輔著 岩波書店)
数値解析（クライツィグ著 培風館）
Numerical Recipes in C 日本語版（Press他著 技術評論社）
成績評価の方法と基準Grading criteria
レポート（100%）により評価を行う。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
該当なし。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
演習においては貸与パソコンを使用する。
資料配布等においては、授業支援システムを利用する。
その他の重要事項Others
プログラミング言語はFortranが中心であるので事前学習を行うことが望ましいが、C言語でも演習を実行することは可能である。