2019年度 土木工学特論 I   Advanced Topics in Civil Engineering I

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開講元
土木工学コース
担当教員名
GAILLARD JEAN FRANCO  吉村 千洋 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
-
クラス
-
科目コード
CVE.N531
単位数
1
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月15日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

< 計算化学動力学 >
このクラスでは環境システムを記述するために使用されてきたさまざまなモデリングアプローチを解説します。本コースはディスカッションの促進、単純なモデルの構築と解決、シミュレーションの実行、および高品質のグラフィックを使用した結果の提示などで構成されます。コース内で修得される概念とモデリングのスキルは、将来、環境関連コンサルティング会社や研究グループで独立した調査を行うために役立ちます。数値計算にはプログラミング言語としてのPythonとJupyterノートブックインターフェースを使用します。

到達目標

このコースを修了すると、学生は次のことができるようになります。
1. 環境プロセスをシミュレートするための簡単なモデルを構築する。
2. 化学物質の分布を解くための数値解法を適用する。
3. コード実行とリッチテキスト、出版向けのグラフィックを組み合わせた対話型コンピューティング環境を使用する。
4. データサイエンスの分野との関連が理解できる。

キーワード

モデル、シミュレーション、コンピュータプログラミング、ボックスモデル、分配

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
-

授業の進め方

講義(含. 毎週のクイズ、宿題、最終プロジェクト)

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 ガイダンス Python & Jupyter: coding & markdown
第2回 化学平衡 水媒体中で生じる光合成または呼吸反応をシミュレートするためにpHを解くために二分法を適用する
第3回 輸送プロセス 移流拡散反応法を解くための差分法の使い方を理解する
第4回 ボックスモデル 線形代数原理を使用して、さまざまな地球の貯留層を通る元素の化学サイクルを解く(たとえば、大気、海洋、堆積物/岩石)
第5回 反応速度論 非線形常微分方程式系を扱うための数値解法を用いた複合反応系の解法を学ぶ
第6回 分配 溶液と固体の間の金属と有機物の分配を支配する原理を理解する
第7回 食物網 生物蓄積と生物濃縮を評価するために、栄養網の構造と生物種を通る汚染物質の移動を理解する
第8回 試験 -

教科書

必須ではありません、講義ノートが提供されます。

参考書、講義資料等

1. Environmental Chemodynamics: Movement of Chemicals in Air, Water, and Soil 2nd Edition, by Louis Thibodeaux, (1996), Wiley, ISBN-13: 978-0471612957
2. Chemodynamics and Environmental Modeling: An introduction by Stefan Trapp and Michael Matthies, (1998), Springer, ISBN-13: 978-3-642-80431-1, DOl: 10.1007/978-3-642-80429-8

成績評価の基準及び方法

講義資料に基づくクイズ30%、宿題40%、最終プロジェクト(試験)30%

関連する科目

  • CVE.G310 : 水環境工学
  • CVE.G401 : 水環境科学
  • CVE.G403 : 水質化学
  • CVE.G402 : 環境統計学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

線形代数、微分方程式、コンピュータサイエンス入門、一般化学

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