科目情報
4M600300
統計物理学と数値計算 / Statistical Physics and Numerical Computations
教授 富田　裕介
授業の概要
計算統計物理学で用いられている計算手法は, 一般に広く用いられている計算手法の組み合わせであるだけでなく, 最近では他の分野への応用も盛んとなっている. この授業では, 計算手法とともに統計物理学を学ぶことによって, 統計物理学および数値計算手法の双方の理解を深めるとともに, 今後ますます必要とされる統計物理学と数値計算の基礎と応用について学ぶ.
授業の目的
本講義では, 計算統計物理学で必要とされる数値計算手法の数理的側面と実際の応用について学ぶ. 数理的側面の理解により, 統計物理学の深い学びを促し, 問題を解析的もしくは数値的に解く技能を身につける. また, 実際の応用によって, 問題を解く手続きをプログラムに落とし込む技術および使用する計算機に即したコーディング技術について学ぶ.
達成目標
  1. 統計物理学を応用して, 工学で必要とされる物理量の計算ができる.
  2. 統計物理学に基づいた数値計算を理解し, 実際の目的に応用できる.
  3. 問題を解く手続きをプログラムに落とし込むことができる.
授業で使用する言語
日本語
授業計画

 授業計画 授業時間外課題（予習および復習を含む） 必要学習時間
1． 統計力学の復習 適宜指示する 190分
2． モンテカルロ法の基礎 適宜指示する 190分
3． 分子動力学法の基礎 適宜指示する 190分
4． イジング模型と平均場理論 適宜指示する 190分
5． 1次元イジング模型 適宜指示する 190分
6． 2次元イジング模型I(厳密に解く方法) 適宜指示する 190分
7． 2次元イジング模型II(転送行列法) 適宜指示する 190分
8． 2次元イジング模型III(モンテカルロ法) 適宜指示する 190分
9． プログラムの高速化 適宜指示する 190分
10． クラスターアルゴリズム 適宜指示する 190分
11． マルチカノニカル法 適宜指示する 190分
12． 最小二乗法と特異値分解 適宜指示する 190分
13． 角転送行列くりこみ群 適宜指示する 190分
14． 統計物理学と数値計算 適宜指示する 190分
合計 - - 2660分
達成目標との対応・割合

 レポート 合計
1. 30% 30%
2. 40% 40%
3. 30% 30%
合計 100% -
評価方法と基準
レポート課題の提出によって成績を評価し, 60パーセント以上を合格とする.
レポート課題はプログラムの作成とそのデータ処理, 物理的内容の考察などを含む.
教科書・参考書
参考書
西森秀稔, 臨界現象の統計物理学(培風館)
坂井徹, 計算物理学(共立出版)
J. M. ティッセン, 計算物理学(丸善出版)
履修登録前の準備
学部レベルの熱力学・統計力学を理解していること.
プログラムの作成から実行までの環境を持っていること.
オフィスアワー、質問・相談の方法
  • 火曜日: 15:00-15:30 (メールで事前にコンタクトをとって下さい)
環境との関連
環境に関連しない科目
地域志向
地域志向ではない科目
社会的・職業的自立力の育成
  • 知識活用力を育成する科目
アクティブ・ラーニング科目
能動的な学修への参加による授業が概ね半数
実務経験のある教員による授業科目
実務経験 具体的内容
該当しない 該当しない
最終更新 : Thu Mar 21 16:46:43 JST 2019