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課程名稱 |
淺水波之計算方法
Computational Methods for Shallow Water Waves |
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開課學期 |
108-2 |
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授課對象 |
工學院 工程科學及海洋工程學系 |
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授課教師 |
羅弘岳 |
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課號 |
ESOE5136 |
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課程識別碼 |
525 U3130 |
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班次 |
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學分 |
3.0 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
選修 |
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上課時間 |
星期一2,3,4(9:10~12:10) |
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上課地點 |
工科206 |
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備註 |
限學士班三年級以上
總人數上限：20人 |
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Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1082ESOE5136_ |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
！！！ 2020.2.7更新：第一次上課日期改為3/2、期末報告日期為6/15、6/22和6/29無實體授課，我會出個加分用的專題作業讓有興趣的同學研究 ！！！
［計算波浪力學］
淺水波為一簡化波浪模型，在自然環境與人造環境中皆有許多運用，例如：海嘯、颱風湧浪與風暴潮、河流、山崩與雪崩。
此課程為對數值方法及流體力學已有所了解的研究所新生以及大學部高年級生設計，將探討淺水波方程式之推導、運用、以及解答方法。學生將會學習如何在自己的數值模型中實現基本的有限差分法和有限體積法，並透過收斂性測試和基準測試來檢查數值模型的表現。課堂中亦會討論線性淺水波方程式的解析解、以及近代新穎的非線性淺水波方程式之震波捕捉數值計算方法。
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課程目標 |
成功修畢這門課後，學生將能：
1. 敘述淺水波為何、其之運用、以及限制。
2. 於簡易的問題中，推導出線性淺水波方程式之解析解。
3. 於自己的數值模型中實現基本的有限差分和有限體積數值方法。
4. 透過收斂性測試和基準測試確認數值模型的表現。
5. 知曉震波捕捉法的基本原理以及其套用於淺水波方程式所帶來的優點。
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課程要求 |
學生務必要修畢微積分課程、有修過基本的數值方法課程、並擁有寫程式的基本能力（程式語言不限，但教師僅能提供於MATLAB語法上的協助）。
非常建議有修過基本流體力學或者波浪力學。
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
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指定閱讀 |
課程講義。 |
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參考書目 |
Numerical methods for conservation laws, Randall LeVeque (1992)
Shock-capturing methods for free-surface shallow flows, E. F. Toro (2001)
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評量方式
(僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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1. |
作業 |
1% |
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2. |
期中報告 |
1% |
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3. |
期末報告 |
1% |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
3/2 |
複習及淺水波方程式的介紹 |
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第2週 |
3/9 |
一維線性淺水波方程式的計算方法 |
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第3週 |
3/16 |
一維線性淺水波方程式的計算方法 |
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第4週 |
3/23 |
一維線性淺水波方程式的計算方法 |
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第5週 |
3/30 |
一維線性淺水波方程式的計算方法 |
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第6週 |
4/6 |
二維線性淺水波方程式的介紹 |
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第7週 |
4/13 |
二維線性淺水波方程式的計算方法 |
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第8週 |
4/20 |
二維線性淺水波方程式的計算方法 |
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第9週 |
4/27 |
期中報告 |
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第10週 |
5/4 |
非線性淺水波方程式的介紹 |
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第11週 |
5/11 |
非線性淺水波方程式的傳統數值計算方法及困難 |
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第12週 |
5/18 |
非線性淺水波方程式的傳統數值計算方法及困難 |
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第13週 |
5/25 |
非線性淺水波方程式的震波捕捉數值計算方法 |
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第14週 |
6/1 |
非線性淺水波方程式的震波捕捉數值計算方法 |
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第15週 |
6/8 |
非線性淺水波方程式的震波捕捉數值計算方法 |
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第16週 |
6/15 |
期末報告 |
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第17週 |
6/22 |
選擇性專題作業（無實體授課） |
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第18週 |
6/29 |
選擇性專題作業（無實體授課） |