シミュレーションや数値計算などの科学技術計算を、実際にPythonやJavaScriptなどを用いて計算プログラムを作りながら学んでいく講座です。順次アップしています。
目次
科学技術計算講座１－一分子反応をオイラー法でシミュレーション
- はじめに
- Python(Anaconda)のインストール
- 計算する対象を数式で表す（一分子反応）
- 数式を計算する方法（オイラー法）
- Pythonでオイラー法をプログラミングする
- Pythonでグラフを表示する
- Pythonでデータをファイルに出力する
- 計算結果の精度
- 応用問題１～熱伝達による温度変化
- 応用問題２～ばねの運動方程式
科学技術計算講座２－地球の軌道をルンゲ=クッタ法でシミュレーション
科学技術計算講座３－熱伝導方程式のシミュレーション
- 熱伝導方程式を導出する
- 離散化と差分法
- 計算モデルを整理する
- FTCS法のプログラミング
- 時間刻みとCFL条件
- 陰解法とヤコビ法、ガウス=ザイデル法
- 完全陰解法のプログラミング
- クランク=ニコルソン法のプログラミング
- 熱伝導方程式の２次元への拡張
- ２次元熱伝導方程式のシミュレーション
科学技術計算講座４－有限体積法で熱伝導シミュレーション
- 有限体積法とは
- 有限体積法を数式で表す
- 有限体積法のメッシュ
- 有限体積法の離散化
- 有限体積法の境界条件
- Pythonで有限体積法プログラミング～構造格子のメッシュ情報
- Pythonで有限体積法プログラミング～線形方程式の作成
- 共役勾配法で線形方程式系を解く
- 有限体積法プログラミング～２次元熱伝導問題
科学技術計算講座５－粒子法（SPH法）で流体シミュレーション
- 粒子法（SPH法）とは
- JavaScriptでHello World!!
- p5.jsでアニメーション
- JavaScriptでオブジェクト指向プログラミング
- ナビエ=ストークス方程式の導出
- SPH法の離散化
- SPH法の密度、圧力
- 近傍粒子の探索
- SPH法～粒子にかかる力の計算
- Leap-Frog法で運動方程式を解く
- 初期条件と境界条件
- 粒子の可視化
- 回転するブレードのプログラム
科学技術計算講座６－夏休み特別企画！！小学生からの流体シミュレーション教室
- 流体ってなに？
- 流体の性質
- シミュレーションとは？
- 流体シミュレーションはじめの一歩
- 流体の式と保存の法則
- 部屋の空気流れのシミュレーション
- パイプの中を流れる水の計算
- 自動車まわりの空気流れシミュレーションに挑戦
科学技術計算講座７－PythonでWebブラウザの解析作業を自動化
科学技術計算講座８－Boidモデルで魚の群れをシミュレーション
科学技術計算講座ミニ
- プログラミング
- アルゴリズム
- データ構造
- 数値解法
- 流体解析