科学技術計算講座

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。

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

  1.  はじめに
  2.  Python(Anaconda)のインストール
  3.  計算する対象を数式で表す(一分子反応)
  4.  数式を計算する方法(オイラー法)
  5.  Pythonでオイラー法をプログラミングする
  6.  Pythonでグラフを表示する
  7.  Pythonでデータをファイルに出力する
  8.  計算結果の精度
  9.  応用問題1~熱伝達による温度変化
  10.  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

  1.  ルンゲ=クッタ法とは
  2.  ルンゲ=クッタ法の計算精度
  3.  惑星の運動方程式
  4.  地球の軌道計算プログラミング
  5.  地球の軌道計算プログラミング2
  6.  地球軌道の計算結果

科学技術計算講座3-熱伝導方程式のシミュレーション

  1.  熱伝導方程式を導出する
  2.  離散化と差分法
  3.  計算モデルを整理する
  4.  FTCS法のプログラミング
  5.  時間刻みとCFL条件
  6.  陰解法とヤコビ法、ガウス=ザイデル法
  7.  完全陰解法のプログラミング
  8.  クランク=ニコルソン法のプログラミング
  9.  熱伝導方程式の2次元への拡張
  10.  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

  1.  有限体積法とは
  2.  有限体積法を数式で表す
  3.  有限体積法のメッシュ
  4.  有限体積法の離散化
  5.  有限体積法の境界条件
  6.  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
  7.  Pythonで有限体積法プログラミング~線形方程式の作成
  8.  共役勾配法で線形方程式系を解く
  9.  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

  1.  粒子法(SPH法)とは
  2.  JavaScriptでHello World!!
  3.  p5.jsでアニメーション
  4.  JavaScriptでオブジェクト指向プログラミング
  5.  ナビエ=ストークス方程式の導出
  6.  SPH法の離散化
  7.  SPH法の密度、圧力
  8.  近傍粒子の探索
  9.  SPH法~粒子にかかる力の計算
  10.  Leap-Frog法で運動方程式を解く
  11.  初期条件と境界条件
  12.  粒子の可視化
  13.  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

  1.  流体ってなに?
  2.  流体の性質
  3.  シミュレーションとは?
  4.  流体シミュレーションはじめの一歩
  5.  流体の式と保存の法則
  6.  部屋の空気流れのシミュレーション
  7.  パイプの中を流れる水の計算
  8.  自動車まわりの空気流れシミュレーションに挑戦

科学技術計算講座ミニ

  1.  プログラミング
  2.  アルゴリズム
  3.  データ構造
  4.  数値解法
  5.  流体解析

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