研究内容の紹介 電磁場の計算機シミュレーション 卒業研究 研究室の紹介

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1 研究内容の紹介 電磁場の計算機シミュレーション 卒業研究 研究室の紹介

2 シミュレーションとは何か 基礎方程式に基づき、現実に起こるであろう事を計算機で実現すること。

3 気象シミュレーション 10月 19日 21時発表 15 時間後10月20日12時

4 回路シミュレーション

5 電磁場のシミュレーション例 Ｚ＝70　mm

6 ・シミュレーション (高精度な数値解析) ・実験 ・設計 ・理論 (基礎方程式) (複雑な現象)

7 電磁場のシミュレーション 偏微分方程式を計算機で解く 有限要素法を使う。 形状が複雑でも、偏微分方程式が計算できる。
計算する領域を小さい区間に分ける。 小さい区間では、物理量は1次近似(直線) 小さい区間で積分 全体の積分が最小になるように、区間内の値を決める。 形状が複雑でも、偏微分方程式が計算できる。

8 静電場の計算例 ラプラス方程式 (5年生が1週間程度でプログラム作成)

9 メッシュの様子

10 プログラムのサイズ メッシュ作成 約3000行 ソースプログラム C言語 有限要素法の計算 約1000行 連立方程式を高速に計算
メッシュ作成 約3000行 ソースプログラム C言語 有限要素法の計算 約1000行 連立方程式を高速に計算 ソースプログラム C++

11 計算機の計算量 考えてみよう 連立方程式の大きさは? 計算時間は?

12 新メッシュ作成プログラム 専攻科の学生が1ヶ月で作成 ソースコード C++ 3000行くらい

13 FEM (Finite Elements Method)

14 卒業研究内容 研究室で作成したプログラムを商品として、世の中に出したい。 本年度 有限要素法を使った静電場のシミュレーション
有限要素法を使った静磁場のシミュレーション 有限要素法を使った共振空洞の電磁場のシミュレーション 来年度 有限要素法のシミュレーションの続き GUIインターフェースの開発 研究室で作成したプログラムを商品として、世の中に出したい。

15 研究室紹介 メンバー 実験室 実際に何をするの? 得られるもの その他

16 メンバー 専攻科生 2名(1年生) 本科生 3名(大学編入2名　専攻科1名)

17 実験室の環境 場所は、1Fの端。小山研と一緒のため狭い。 パソコンの設置台数 5台
パソコンの設置台数 5台 5台とも、自作 本年度、もう、3台くらい追加の予定 コンピューター及びシミュレーション関係の書籍を集めている。

18 卒業研究について 電磁場のシミュレーションを中心に行う。 コンピューターの構造に興味があれば、CPUの製作も、卒業研究のテーマとする。
「CPUの創り方」を参考にCPUを作る。

19 ゼミでの輪講(4年生) 有限要素法の基礎 基本情報処理技術者試験の教科書

20 得ることが出来るもの 電磁気学 コンピューター UNIX(Linux)のスキル CまたはC++言語の習得 ホームページ作成の基礎
TeXの使い方 基本情報処理試験の合格(要努力)

21 向いている学生 コンピューターが好きだ。 計算することが好きだ。 プログラミングに興味がある。

22 ホームページ http://www.ipc.akita-nct.ac.jp/~yamamoto

23 最後に シミュレーションプログラムを使うことではなく、作ることを学ぶ。

24 有限要素法が面白そうだと思った人 募集