Course title
4M6003001
Statistical Physics and Numerical Computations

 TOMITA Yusuke
Course content
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.
Purpose of class
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.
Goals and objectives
  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.
Language
Japanese
Class schedule

 Class schedule HW assignments (Including preparation and review of the class.) Amount of Time Required
1． 統計力学の復習 適宜指示する 190minutes
2． モンテカルロ法の基礎 適宜指示する 190minutes
3． 分子動力学法の基礎 適宜指示する 190minutes
4． イジング模型と平均場理論 適宜指示する 190minutes
5． 1次元イジング模型 適宜指示する 190minutes
6． 2次元イジング模型I(厳密に解く方法) 適宜指示する 190minutes
7． 2次元イジング模型II(転送行列法) 適宜指示する 190minutes
8． 2次元イジング模型III(モンテカルロ法) 適宜指示する 190minutes
9． プログラムの高速化 適宜指示する 190minutes
10． クラスターアルゴリズム 適宜指示する 190minutes
11． マルチカノニカル法 適宜指示する 190minutes
12． 最小二乗法と特異値分解 適宜指示する 190minutes
13． 角転送行列くりこみ群 適宜指示する 190minutes
14． 統計物理学と数値計算 適宜指示する 190minutes
Total. - - 2660minutes
Relationship between 'Goals and Objectives' and 'Course Outcomes'

 レポート Total.
1. 30% 30%
2. 40% 40%
3. 30% 30%
Total. 100% -
Evaluation method and criteria
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.
Feedback on exams, assignments, etc.
ways of feedback specific contents about "Other"
The Others 授業内および授業外で適宜フィードバックを行う
Textbooks and reference materials
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)
Prerequisites
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.
Office hours and How to contact professors for questions
  • 火曜日: 15:10-16:10 (メールで事前にコンタクトをとって下さい)
    オンラインで受講している人はメールで質問を受け付け, 内容に応じてZoomで対応します.
Regionally-oriented
Non-regionally-oriented course
Development of social and professional independence
  • Course that cultivates an ability for utilizing knowledge
Active-learning course
About half of the classes are interactive
Course by professor with work experience
Work experience Work experience and relevance to the course content if applicable
N/A
Education related SDGs:the Sustainable Development Goals
  • 9.INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE
Last modified : Sat Sep 09 05:55:51 JST 2023