授業科目
Course Title

計算物理学
Computational Physics 

担当者
Instructor

准教授 川東 健
後 水2

単位
Credit

2

関連するディプロマポリシー
Related Diploma Policy

時代の課題と社会の要請に応えた専門的知識と技能/Expert knowledge and skills to address the issues of the age and the demands of society

到達目標
Target to be Reached

 計算物理学では学ばなかった確率論的な物理系や多数の自由度からなる複雑な物理系について学び、ごく簡単なモデルについてプログラム作成ができるようになることを目標とする。本科目履修の前提となる科目として、プログラミング演習を想定している。

授業内容
Course Content

 「計算物理学」の応用・発展として、複雑系のシミュレーションをモデル化・プログラム実装を各自することによって、自然現象をどのようにコンピュータの中で再現するかを学習する。授業時間の3~4回分で、1テーマを行う。すなわち、各自プログラムをつくり、計算を実行し、それをレポートにまとめる。言語はJavaを使用する。基本的なプログラム作成の知識は持っている方がよいが、Java言語をマスターしている必要はない。

授業計画
Course Planning

1.プログラム環境の整備
2.Java言語によるシミュレーションプログラムの作法
3.乱数1:乱数の作成法
4.乱数2:モンテカルロ積分法
5.乱数を応用したプログラム作成演習
6.確率論的シミュレーション1:ランダムウォーク
7.確率論的シミュレーション2:ランダムウォークプログラム作成演習
8.確率論的シミュレーション3:ランダムウォークプログラムによる数値実験
9.決定論的シミュレーション1:セルラオートマトン
10.決定論的シミュレーション2:セルラオートマトンプログラムの作法
11.決定論的シミュレーション3:ライフゲーム
12.決定論的シミュレーション4:ライフゲームプログラム作成演習
13.決定論的シミュレーション5:浸透モデル
14.決定論的シミュレーション6:浸透モデルプログラム作成演習
各回特に予習は必要としないが、復習については作成したプログラムのソースコードをよく読み仕組みを理解しておくこと。またプログラム作成は時間外にもやってもらう。

授業運営
Course Management

 講義とPCを使用した演習とを交互に行い、テーマ毎の課題についてプログラムを作成し、数値計算を行う。

評価方法
Evaluation Method

テーマ毎の課題についてのレポートで評価する。

オフィスアワー
Office Hour (s)

火曜日3限、木曜日午後、金曜日午後、6-230(または6-121)にて対応する。
電子メール(ken@info.kanagawa-u.ac.jp)では随時対応する。

参考書
Book (s) for Reference

R.J.ゲイロード・P.R.ウェリン『MATHEMATICA複雑系のシミュレーション』[ シュプリンガーフェアラーク東京]
R.J.ゲイロード・西館数芽『Mathematica自然現象の計算モデル化』[ トッパン]

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