学際計算科学特論

計算機科学を専門とする学生向けに、計算科学、すなわちコンピュータシミュレーションを活用する科学を理解するために必要な基礎知識について講義を行なう。
計算科学は大変広い分野であるが、その中から古典粒子系、古典場（電磁場、流体）の2分野と余裕があれば統計力学、量子力学の2分野を取り上げて、それぞれ基礎的な話題を扱う。大学教養課程における数学、物理、化学の知識の復習から解説を行なう。

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授業計画

以下から受講者の希望を考慮して話題を選択する古典粒子系のシミュレーション　リウヴィルの定理、正準変換、シンプレクティック数値積分法、　多重極展開、Barns-Hutのtree algorithm、高速多重極展開法流体力学のシミュレーション　ナビエ＝ストークス方程式、流体の変形と粘性項、非圧縮流体、　最小の空間スケール、レイノルズ数、粗視化と物理モデル、SMAC法、SPH法電磁気学のシミュレーション　Maxwell方程式、境界要素法、代用電荷法、FDTD法統計力学のシミュレーション　等重率の原理とボルツマンの原理、カノニカルアンサンブル、メトロポリス法　統計誤差、温度一定の分子動力学、拡張アンサンブル法量子力学のシミュレーション　シュレディンガー方程式、多体問題と密度汎関数法、Kohn-Sham方程式　擬ポテンシャル、平面波基底による実装