総合研究大学院大学天文科学専攻

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シミュレーション天文学 / Simulation Astronomy

天文シミュレーション入門
Introduction to Simulation Astronomy

担当者:富阪 幸治(共通基礎天文学系講座、理論研究部)
Lecturer: Koji TOMISAKA (Division of Theoretical Astronomy)

講義の位置づけ / Method

主題講義
lecture on subjects

聴講指定等/ Kinds of Registration

〔選択〕、〔5年共通〕、単位互換〔総研大研究科共通、東京大学〕
An elective subject, Student exchange agreement applicable

概要 / Description

シミュレーション(常微分方程式および偏微分方程式の数値解法) の基礎を学び、いくつかのシミュレーション天文の成果について知る。
To learn basic methods of numerical calculations such as ordinary differential equations and partial differential equations appearing in astronomy simulations. We present some result of simulation astronomy.

達成目標 / Leaning Goals

テンプレートを利用して自らプログラムし簡単なシミュレーショ ンが行えるようになる。数値不安定性についてその実際とメカニズムを知る。 天文シミュレーション天文の結果について代表的な方法とその成果を知る。
Students are asked to be able to write a basic program using a template. Students have to understand the numerical instability and the way to avoid it. Students will learn some results of numerical astronomy.

受講要件等 / The Requisite for attending

学部レベルの物理学(力学、電磁気学、熱力学、流体力学)・ 物理数学(微積分、線形代数)を学んでいること。
Undergraduate-level Physics (Classical Mechanics, Electromagnetism, Thermal Physics, Fluid Mechanics) and Physical Mathematics (Differential and Integral Calculus, Linear Algebra)

履修上の注意 / Notes

プログラムの作成が課題(宿題)とされることがある。
Students will be asked to write some number of programs as homeworks.

授業計画 / Schedule

第 1回 10月2日
シミュレーションとは (富阪)
Introduction to Simulation by Tomisaka
第 2回 10月16日
常微分方程式の数値解法(1) (小久保)
Numerical Method of Ordinary Differential Equation (1) by Kokubo
第 3回 10月23日
常微分方程式の数値解法(2) (小久保)
Numerical Method of Ordinary Differential Equation (2) by Kokubo
第 4回 10月30日
偏微分方程式の数値解法(1:差分法とは)  (富阪)
Numerical Method of Partial Differential Equation (1): Finite-Difference by Tomisaka
第 5回 11月6日
偏微分方程式の数値解法(2:放物型方程式) (富阪)
Numerical Method of Partial Differential Equation (2): Parabolic-type by Tomisaka
第 6回 11月13日
偏微分方程式の数値解法(3:双曲型方程式(線形))(富阪)
Numerical Method of Partial Differential Equation (3): Hyperbolic-type by Tomisaka
第 7回 11月 20日
偏微分方程式の数値解法(4:流体力学方程式)(富阪)
Numerical Method of Partial Differential Equation (4): Fluid Dynamics by Tomisaka
第 8回 11月27日
偏微分方程式の数値解法(5:楕円型方程式) (富阪)
Numerical Method of Partial Differential Equation (3): Elliptic-type by Tomisaka
第 9回 12月4日
N体シミュレーション(1) (小久保)
N-body Simulations (1) by Kokubo
第10回 12月11日
N体シミュレーション(2) (小久保/藤井)
N-body Simulations (2) by Kokubo
第11回 1月 8日
プラズマ粒子法シミュレーション(1) (藤本)
Plasma Particle Simulations (1) by Fujimoto
第12回 1月15日
プラズマ粒子法シミュレーション(2) (藤本)
Plasma Particle Simulations (2) by Fujimoto
第13回 1月29日
磁気流体力学シミュレーション(1) (銭谷)
Magnetohydrodynamics (1) by Zenitani
第14回 2月5日
磁気流体力学シミュレーション(2) (銭谷)
Magnetohydrodynamics (2) by Zenitani

教科書、参考書等 / Reference Books etc.

参考書は「シリーズ現代の天文学」第14巻「シミュレーション天文学」
Simyureshon Tenmongaku (Simulation Astronomy), 2007, (Tokyo: Nippon Hyoronsha ISBN-13: 978-4535607347) eds. K. Tomisaka, T. Hanawa, and J. Makino (in Japanese)

成績評価の方法と基準 / Evaluation and Grading Policy


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