授業科目名
  計算統計物理学概論
   Computational Statistical Physics
時間割番号
2011
担当教員名
  礒部　雅晴
実務経験
反映科目
学科・年次
  工学研究科博士前期課程 工学専攻 1年次
科目区分
  専門教育科目
単位数
1
時間割
  第１クォーター 金曜3-4限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業（テストを除く）をオンデマンドで実施（全オンデマンド型）】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔（オンデマンド又は同時双方向）】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間、文化、社会の課題を技術的観点から理解・考察する能力
☑ 2. 広い範囲の工学的知識と数理的理解
☐ 3. 様々な研究者・技術者と意見を交わすことのできるコミュニケーション力
☑ 4. 課題に対して適切なアプローチを計画し、解決する問題解決力
☑ 5. 工学の高度な知識・技術とこれを現実課題に適用し解決する能力
授業の目的・達成目標

1950年代に登場したばかりの電子計算機を用い、系の状態方程式や相変化を数値的に計算するアルゴリズム（モンテカルロ法や分子動力学法）が開発された。これらは統計物理学の諸問題を解決する新しい方法論として発展し確立されている。

「計算統計物理学概論」では、黎明期に開発された基本アルゴリズムから最新の応用例までの発展を歴史的観点から概観し、学部で学習した「熱統計力学」について、計算機シミュレーションを用いた新しい視点から再訪し、理解を深化させる。古典分子シミュレーションの基礎プログラミングを学び、応用力の向上をめざす。

授業計画

 

  1. オリエンテーション　－計算統計物理学の世界へようこそ－
  2. 分子シミュレーションの夜明け　－モンテカルロ法と分子動力学法－
  3. モンテカルロアルゴリズム　－直接サンプリングとマルコフ鎖－
  4. 剛体円板・剛体球の分子シミュレーション　－古典力学から統計力学へ－
  5. エントロピー力・自由エネルギー・相転移
  6. 古典スピンモデル　－モンテカルロ法の発展－
  7. 最新のアルゴリズムの発展とその応用
  8. 計算統計物理学の展望
成績評価の方法

毎週のレポートへの取り組みや内容の理解度などで総合的に評価する．

理解度小テスト(30%), 中間レポート(30%), 期末レポート(40%)

成績評価の基準
秀　 達成目標を超えた成果を上げている　100点～90点
優　 達成目標に十分達している　　　　　89点～80点
良　 達成目標に達している　　　　　　　79点～70点
可　 達成目標に概ね達している　　　　　69点～60点
不可 達成目標に達していない　　　　　　59点以下

講義の出席（閲覧）、第1～3回、第5～7回の6回分の理解度確認の小テスト(30%)、第4回の中間(30%)、第8回の期末レポート(40%)の課題で評価します。

事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項

授業は、英文の教科書（Werner Krauth著）をベースにしたCOUSERA(MOOC)におけるLecture VIDEOや海外のDEMOプログラムの紹介も行うため、原則英語で行う。また、アクティブラーニング用にPython言語のサンプルプログラムを提供し、実行結果を理解を深める。

事前学修：講義で紹介した関連資料の予習とシミュレーターを使った自習（60分）

事後学修：講義で紹介した関連資料の復習、講義後の小テスト（Quiz）、中間、期末レポート課題への取り組み（180分）

教科書

検索 に戻る