建築応用システム開発論Ⅱ / Development of Applied Computer System in Architecture II

単位数: 2. 担当教員: 後藤 伴延, 石田 泰之. 開講年度: 2024. 開講言語: JE.

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。

建築数理基礎理論Ⅱの内容を発展させ，熱伝導方程式を解くためのプログラムを作成し，実務上の問題を想定したパラメトリック・スタディを行う。この演習を通じて，室内の環境形成に係る様々な要因の影響を体得し，高度な環境設備設計を理解するための基礎を養う。

※Microsoft TeamsもしくはGoogle Meetを使用。
※接続先URLはGoogle Classroomで通知。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

In this course, students write a computer program to solve heat conduction equation based on some techniques learned in “Theoretical basis of mathematics and dynamics in building engineering II”. Students also perform a parametric study on a practical building issue. By doing these exercises, students understand the effects of various factors relating to built environments, and develop their fundamental knowledge for advanced design of built environments and facilities.

※This Class will use "Microsoft Teams" or "Google Meet".
※The URL is notified by "Google Classroom".

他の授業科目との関連及び履修上の注意

前期の建築数理基礎理論Ⅱを履修していることを前提として講義を行う。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

Students should take “Theoretical basis of mathematics and dynamics in building engineering II” before taking this course.

授業計画

１．熱伝導方程式の数値解法の解説（１～７）
　１）有限差分法と有限体積法
　２）陽解法と陰解法
　３）陰解法における代数方程式の解法
　４）ヤコビの反復法
　５）ガウス・ザイデルの反復法
　６）SOR
　７）３重対角行列解法（TDMA）
２．１次元非定常熱伝導方程式サンプルプログラムの解読（８～９）
３．プログラム作成，試計算（１０）
４．プログラムの改造、ケーススタディの実施（１１～１３）
　２次元、３次元への拡張，スキームの変更の影響，物性値の変更の影響，等の中からテーマを決める。
５．学生によるケーススタディ結果のプレゼンテーション（１４）
６．まとめ（１５）

授業計画(Ｅ）

1. Lectures on numerical solution techniques of heat conduction equation (1-7)
　1) Finite difference method and finite volume method
　2) Explicit method and implicit method
　3) Numerical solution of algebra equations regarding implicit method
　4) Jacobi iteration method
　5) Gauss-Seidel iteration method
　6) SOR
　7) TriDiagonal matrix solver (TDMA)
2. Reading sample program of one dimensional unsteady heat conduction equation (8-9)
3. Writing program and trial calculation (10)
4. Modifying program and performing parametric study (11-13)
5. Making presentation on parametric study (14)
6. Review (15)

授業時間外学習

知識の確実な習得を目的とした宿題を課して演習とするので，授業時間外の学習が必須である。

授業時間外学習（Ｅ）

Students are required to make a thorough review, mainly by completing assignments.

成績評価方法及び基準

最終プレゼンの出来栄えとレポートにより評価する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Final presentation and submitted reports are evaluated.

教科書および参考書

• 数値乱流工学, 荒川忠一, 東京大学出版会 (1994) ISBN/ISSN: 4130611534