ILAS Seminar :Numerical Simulation of Natural Phenomena with Visual Basic
| Numbering Code | U-LAS70 10001 SJ50 | Year/Term | 2022 ・ First semester | |
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| Number of Credits | 2 | Course Type | seminar | |
| Target Year | 1st year students | Target Student | For all majors | |
| Language | Japanese | Day/Period | Thu.5 | |
| Instructor name | OOSHIMA MASAHIRO (Graduate School of Engineering Professor) | |||
| Outline and Purpose of the Course |
「数学と自然現象」のクラスでは、落下するリンゴを表現するためのF = maのような、自然現象の側面を表現できるいくつかの数式を学んでいます。現実には、解析的には解けない数式で表現される自然現象や社会現象もあります。 このクラスでは、プログラミング言語（Visual Basic）を使って、コンピューターで、そのような、いくつかの現象をシミュレーションして、それらの動的な挙動を学びます。 このクラスを通して、常微分方程式を解くためのアルゴリズムや、行列演算を解くためのアルゴリズムを学び、そのプログラムを作成します。 In the class of "Mathematics and Natural Phenomena", you may learn several mathematical equations which can express an aspect of natural phenomena, like F=ma for expressing a falling apple. There are more complex mathematical equations for describing the natural phenomena and social phenomena. In this class, using a computer with a programming language (visual basic), we will simulate several phenomena and learn their dynamic behaviors. Through the class, you will be able to make a computer code for solving ordinally differential equations and matrix operations. |
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| Course Goals |
*自然現象と社会現象のモデリングについて学びます。 *プログラミング言語（VBA）を学びます *非線形微分方程式を解くためのいくつかの計算アルゴリズムを学習します。 *自然現象のダイナミックな挙動を楽しみます。 * You will learn about modelling of natural phenomena and social phenomena. * You will learn a programming language （VBA） * You will learn couple of computational algorithms for solving non-linear differential equations. * You will enjoy the dynamical behaviors of the nature. |
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| Schedule and Contents |
１回目：VBAの基本操作（起動/編集/シャットダウンの仕方） 2回目：反復計算のためのif, for, Do文を学ぶ 3回目：ガスとポリマーの状態方程式を解こう 4回目：沸点と露点を計算しよう 5回目：90m飛んでもスキージャンパーが怪我をしない理由を飛行軌道計算して考えてみましょう 6回目：微分方程式を解くための数値アルゴリズムを学ぼう （オイラー、RK、およびRKGメソッド） 7回目：底に穴のある浴槽と水時計の水位の時間的挙動を計算しよう 8回目：ホッキョクグマとマレーグマ、どちらかが最初に凍って死んでしまうか。 9回目：ブランコを最大振幅まで漕ぐ方法を計算しよう。 10回目：お互いを愛しているが距離がある2匹のカメの歩行軌跡を計算してみよう。 11回目：行列とベクトルの演算を学ぶ 12回目：行列の逆行列を計算する方法を学びます。 13回目：熱伝導率の方程式（フーリエの法則）と偏微分方程式を学ぼう 14回目：シミュレートする自然現象とそのシミュレーション結果とのプレゼンテーション。 15回目：総合演習（フィードバック授業：ZOOM) １st: Basic Operation of VBA (Startup/editing/ Shut down) 2nd: If for Do sentences for iterative calculation 3rd: Solve Equation of State for gas and polymer 4th: Calculate the boiling points and dew points 5th: Consider why ski jumper is not injured even flying 90 m 6th: Learn numerical algorithm for solving differential equations (Euler, RK, and RKG methods) 7th: Estimate the temporal behavior of a water clock and bath tab having a hole at the bottom 8th: Imagine a polar bear and Malay bear, which one will be firstly frozen to die 9th: How to rowing a swing 10th: Calculate the walking trajectory of two turtles who love each other, but they have a distance. 11th: Learn matrix and vector operations 12th: Learn how to calculate the inverse of a matrix. 13th: Learn equation of heat conductivity (Fourier's law) and partial differential equations 14th: Presentation of your computer simulation results and the natural phenomena to simulate. 15th: Review of all materials and presentation |
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| Evaluation Methods and Policy |
Report 50% Presentation 50% |
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| Course Requirements |
Excelを使用できるノートパソコンを所有していること You should have your personal computer by which you can use Excel |
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| Study outside of Class (preparation and review) |
プログラミング言語に慣れましょう。 自分流に照会したプログラムコードをアレンジしてみましょう。 Get used to programming. Try to make your own programming code. |
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| Textbooks | Textbooks/References |
教員が作成した資料を毎回渡します。 Handout will be provided |
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