春/2

授業計画 / Course Content

<春>
以下の内容について講義を行う予定である。
0、1については、教員が説明を行うが、
2〜5については受講者に担当(説明)を割り当てる。

0.ガイダンス(授業内容の説明と担当割り当て)

1.  電磁気学と数値電磁界計算法への入門
1-1  静電界
1-2  静磁界
1-3  時間変動電磁界
1-4  境界条件
1-5  波動方程式
1-6  偏微分方程式の種類
1-7  境界条件の種類

2.  差分法(Finite  Difference  Method)
2-1  差分による微分の考え方
2-2  放物型偏微分方程式(拡散方程式)の計算方法および計算例
2-3  双曲型偏微分方程式(波動方程式)の計算方法および計算例
2-4  楕円型偏微分方程式(ラプラス方程式、ポアソン方程式)の計算方法および計算例
2-5  精度と安定性
2-6  回路基板の特性インピーダンス計算例
2-7  円筒座標系における差分法の計算方法と計算例

3.  時間領域差分法(Finite  Difference  Time  Domain  Method)
3-1  電磁界の時間・空間配置の考え方
3-2  精度と安定性
3-3  境界条件と印加条件の設定
3-4  プログラミング方法
3-5  円筒物体における電磁界の散乱計算例
3-6  吸収境界条件

4.  数値積分
4-1  オイラー則
4-2  台形則
4-3  シンプソン則
4-4  ニュートン－コーツ則
4-5  ガウシアン則
4-6  シンプソン則、ニュートン－コーツ則による重積分の計算

5.  有限要素法(Finite  Element  Method)
5-1  要素への離散化
5-2  ラプラス方程式の場合の要素に関する支配方程式
5-3  ラプラス方程式の場合の全体方程式の作成
5-4  ラプラス方程式の場合の全体方程式の計算方法と計算例
5-5  ポアソン方程式の場合の要素に関する支配方程式
5-6  ポアソン方程式の場合の全体方程式の計算方法
5-7  長方形領域の自動要素分割
5-8  計算方法の工夫(バンド幅の削減)

This  course  will  be  offered  over  15  weeks.    Each  contents  are  as  follows;
(1) Explanation  about  the  semester  course,  adjustment  of  schedule  for  student’s  presentations
(2) Introduction  about  computational  electromagnetics,  calculation  examples
(3) Review  of  electromagnetics  1  and  2  that  given  in  the  second  year  of  undergraduate
(Static  electric  field,  Static  magnetic  field,  Time-varying  electromagnetic  field,  Wave  equation,  Type  of  partial  differential  equations  and  boundary  conditions)
(4) Presentations  and  discussions  about  principle  of  finite  difference  method
(5) Presentations  and  discussions  about  calculation  methods  and  examples  by  finite  difference  method  (1)
(6) Presentations  and  discussions  about  calculation  methods  and  examples  by  finite  difference  method  (2)
(7) Presentations  and  discussions  about  principle  of  finite  difference  time  domain  method
(8) Presentations  and  discussions  about  calculation  methods  and  examples  by  finite  difference  time  domain  method  (1)
(9) Presentations  and  discussions  about  calculation  methods  and  examples  by  finite  difference  time  domain  method  (2)
(10) Presentations  and  discussions  about  principle  of  finite  element  method
(11) Presentations  and  discussions  about  calculation  methods  and  examples  by  finite  element  method  (1)
(12) Presentations  and  discussions  about  calculation  methods  and  examples  by  finite  element  method  (2)
(13) Presentations  and  discussions  about  problem  (1)
(14) Presentations  and  discussions  about  problem  (2)
(15) General  overview  (including  discussion  about  characteristics  about  each  numerical  electromagnetic  calculation  methods)

授業時間外学習 / Expected work outside of class

<春>
自分の担当個所を説明できるように予習すること。
また、必要に応じて、担当個所以外も勉強すること。
(学部で勉強した電磁気学1・2を復習することも効果的である。)

You  should  prepare  Power  point  before  your  presentation.    Also,  it  is  deemed  desirable  to  do  research  beforehand  through  the  references  even  if  you  don’t  need  to  make  a  presentation.

方法 / Grading Policies

<春>
定期試験を行わず、平常試験(小テスト・レポート等)で総合評価する。
担当個所のプレゼンの発表・質疑応答(50%)、プレゼン後のレポート・質疑応答(50%)で評価する。

Evaluation  will  be  performed  as  followings;
(1) Presentation  and  answering  questions  :  50  %
(2) Report  and  answering  questions  about  individual  problem:  50%

基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy

<春>
1.自分の担当個所についてプレゼンテーションができること。
2.自分の担当個所について正しく理解できていること。
3.レポートを正しくまとめていること。

1.Make  presentation  about  electromagnetic  calculation  methods.
2.Understand  electromagnetic  calculation  methods.
3.Put  together  a  paper  about  electromagnetic  calculation  methods.

<春>
備 考 / Note=====================================
<春>
CEASから配布するので、ダウンロードして必要個所を印刷すること。

Participants  can  download  materials  through  KU-LMS.

<春>
宇野　亨　　FDTD法による電磁界およびアンテナ解析　　コロナ社　　
中田　高義、高橋　則雄　　電気工学の有限要素法　　森北出版　　

備 考 / Note=====================================
<春>