- 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
- メディア利用科目
- 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
- アクセスランキング
-
media
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(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | ✔ コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
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
