COMSOL Days 036:最適化(東京会場・2018年7月19日)
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- こうざぶろう らぶり
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1 2018 年 7 月 19 日 COMSOL を用いた 最適化計算とパラメータ推定 橋口真宜 米大海第 1 技術部計測エンジニアリングシステム株式会社 COMSOL Multiphysics 日本総代理店東京都千代田区内神田 SF 内神田ビル5F M. Hashiguchi and D. Mi
2 最適化とパラメタ推定 モデルの開発 Verification 解析解のある問題で妥当性を確認 Validation 目的とする解析の実行と妥当性の確認 モデル ~ 現象 モデルがパラメタを含む場合 モデル = 現象 ( 挙動が一致するの意味 ) 最適化 パラメタ推定 ( 物性値含む ) 理論を利用実験値を利用など 仮想実験として利用し よりよい性能を出すための工夫を行う アプリの利用 M. Hashiguchi and D. Mi
3 適用分野のイメージ M. Hashiguchi and D. Mi
4 COMSOL Multiphysics M. Hashiguchi and D. Mi
5 COMSOL Multiphysics COMSOL 社 ( スウェーデン ボストン ) の開発製品です 計測エンジニアリングシステム株式会社は日本国内販売総代理店です The company was founded in COMSOL Multiphysics in More than 460 employees in 21 officies worldwide. Germund Dahlquist スウェーデンの数学者 当時 KTH ( スウェーデン王立大学 ) の学生 COMSOL Multiphysics はマルチフィジックス解析環境を提供しています 解析は主として有限要素法に基づいています ( 他に 有限体積法 境界要素法 粒子追跡も利用する場合もある ) M. Hashiguchi and D. Mi
6 複数の連成解析が可能 PDE( 偏微分方程式 ) との組み合わせも可能 フィジックス ( 現在 28 分野 ) 参考資料検索キーワード M. Hashiguchi and D. Mi
7 COMSOL Multiphysics の統合型 GUI はモデルビルダーとアプリケーションビルダーを用意している COMSOL Desktop 統合型 GUI ( プリ 任意のフィジックス メッシュ ソルバ ポスト処理 ) モデルビルダ モデル構築モデル開発 STL データ吐き出しで 3D プリンタへ アプリケーションビルダ 任意の連成が可能 アプリ化 サーバーにアップロードすれば タブレット端末などで利用も可能 教育革新 業務革新へ M. Hashiguchi and D. Mi
8 最適化の理論 参考 : Walter Frei, Optimization, COMSOL Conference 2017 Boston M. Hashiguchi and D. Mi
9 最適化では何を考えるか M. Hashiguchi and D. Mi
10 リハーサルが必要 目的関数の妥当性 目的関数を設定し グラフ表示あるいはパラメトリックスイープを利用して 設計変数を変化させたとき その範囲の中で 目的関数が周囲に比べて小さく ( 大きく ) なる箇所があるかどうかを 確かめておく必要がある M. Hashiguchi and D. Mi
11 設計変数を決める χ=(χ,χ,,χ ) 1) 何を動かせるかをユーザーが決める 2) 動かせる範囲をユーザーが決める M. Hashiguchi and D. Mi
12 目的関数を決める ユーザーが決める ユーザーが決める 計算! 最小化の例最大化であれば 逆数の最小化を考える ここがよさそう! M. Hashiguchi and D. Mi
13 勾配がわかれば探索できる 設計変数の変動 χ に対して 関数の変化率 ( ベクトル ) f χ がわかれば探索できる ( 行列 ) f χ f χ+δχ ~f χ + f χ Δχ M. Hashiguchi and D. Mi
14 最適値があることを前提 最適値 f (u(χ 1, χ 2 )) 関数形がわかる場合関数形がわからない場合 χ 2 χ 1 初期値 ( 初期設計 ) M. Hashiguchi and D. Mi
15 イメージを持てばわかりやすい χ 2 利用できない設計変数の空間 利用できる設計変数の空間 χ 1 制約条件 : p(χ 1, χ 2 ) < 0 M. Hashiguchi and D. Mi
16 設計変数の範囲を設定 χ 2 χ 1 拘束条件 : p(χ 1, χ 2 ) < 0 M. Hashiguchi and D. Mi
17 どのような方法で探索するか χ 2 χ 1 M. Hashiguchi and D. Mi
18 近似的勾配による方法 M. Hashiguchi and D. Mi
19 最も簡単な方法 : 近似勾配 いくつかの点での関数値を求め それを利用して 近似的な勾配を作成する χ 2 χ 1 初期設計点 M. Hashiguchi and D. Mi
20 最も簡単な方法 : 近似勾配 この操作を繰り返して 経路を作成していく χ 2 χ 1 初期設計点 M. Hashiguchi and D. Mi
21 最も簡単な方法 : 近似勾配 繰り返しながら 関数値を改善することを目指す χ 2 χ 1 初期設計点 M. Hashiguchi and D. Mi
22 最も簡単な方法 : 近似勾配 さらに進む χ 2 χ 1 初期設計点 M. Hashiguchi and D. Mi
23 どのような場合に使うか 目的関数 拘束条件に微分できないものを含む場合に使う 設計変数が少ない場合に使う 設計変数の数に応じて指数関数的に計算時間が増大する 10 個程度までの設計変数に対して利用する リメッシュを行う場合に使う リメッシュは目的関数の滑らかさを損なう M. Hashiguchi and D. Mi
24 解析的勾配による方法 M. Hashiguchi and D. Mi
25 解析的勾配による方法 χ 2 χ 1 初期設計点 M. Hashiguchi and D. Mi
26 解析的勾配による方法 この方向に沿って最適点を探す χ 2 χ 1 初期設計点 M. Hashiguchi and D. Mi
27 解析的勾配による方法 繰り返す χ 2 χ 1 初期設計点 M. Hashiguchi and D. Mi
28 どのような場合に使うか 目的関数 拘束条件が微分できる場合に使う 設計変数が多い場合に使う トポロジー最適化に利用する * * このセミナでは扱わない 興味をもった人は京都大学西脇先生チームの研究を参照のこと M. Hashiguchi and D. Mi
29 利用可能なソルバー 解析的勾配計算なし 解析的勾配計算あり 乱数 座標軸に沿って 近似勾配の利用 随伴勾配 最小二乗問題のみ適用 M. Hashiguchi and D. Mi
30 数値実験 M. Hashiguchi and D. Mi
31 関数を最小化する点の算出 (1) 空間 2D スタディ : 定常 完了 (2) ジオメトリで矩形 ( 幅 6 高さ6) を中心まわりに作成 (3) グローバル定義 : パラメタで a,b を数値で定義 (4) コンポーネント1: 定義 : 変数変数に以下を設定する 後程の制御変数およびパラメタの設定の準備 名前をフルで記述 (5) スタディを右クリックし 最適化を追加 (6) 最適化の設定ウィンドウで 右記を設定 (7) スタディを右クリックし 計算実行 (8)1D プロットグループでテーブルグラフをプロットする M. Hashiguchi and D. Mi
32 関数の分布 (0,0) で関数が最小になることがわかる この問題は検討対象にできる! M. Hashiguchi and D. Mi
33 座標探索 最適化を利用する場合には 設計変数 a,b を利用できるように 変数において f を a,b を使った表現式で記述する f 5*a^2-6*a*b+5*b^2 最終点 開始点 M. Hashiguchi and D. Mi
34 探索軌跡の描画法 ソルバを切りかえて計算後は ここを再度 手動で選択のこと! M. Hashiguchi and D. Mi
35 結果 座標探索 Nelder-Mead 終了 終了 開始 BOBYQA 終了 開始 COBYLA 終了 開始 開始 M. Hashiguchi and D. Mi
36 結果 ( 続き ) モンテカルロ 途中で 停止 M. Hashiguchi and D. Mi
37 別の関数形 (0,0) で関数が最小になることがわかる この問題は検討対象にできる! 一方で 関数形は接線不連続なので どういう結果になるか M. Hashiguchi and D. Mi
38 座標探索 f abs(a+b)+3*abs(b-a) この問題には座標探索が使えないことはよく知られている 開始点 M. Hashiguchi and D. Mi
39 ソルバーを変更してみる COBYLA うまくいかない f abs(a+b)+3*abs(b-a) 開始点 最終点 M. Hashiguchi and D. Mi
40 ソルバーを変更してみる Nelder-Mead 探索できた f abs(a+b)+3*abs(b-a) 最終点 開始点 M. Hashiguchi and D. Mi
41 不連続性をもつ目的関数 + 不連続性 = M. Hashiguchi and D. Mi
42 各ソルバーの比較 座標探索 Nelder-Mead BOBYQA COBYLA SNOPT MMA M. Hashiguchi and D. Mi
43 バネ系 直列結合 並列結合 参考 : 野原勉 エンジニアのための有限要素法入門 培風館 M. Hashiguchi and D. Mi
44 問題設定 k,k を制御して 直列結合での節点の変位 x,x を目標値 x,x に一致させる F は与える M. Hashiguchi and D. Mi
45 COMSOL Desktop モデルビルダーを利用した実験 x = 1.8 x =7.6 最適化ソルバの選択 ( 後程 実演 ) M. Hashiguchi and D. Mi
46 グラフによる概観 x ~2, x ~7 F=2.5 とすると k =F/x ~1.25 x k = 1 x 1 ~0.5 F k x 後程わかるが ほぼ 正解! M. Hashiguchi and D. Mi
47 計算上の注意点 1. 解析的勾配計算なしでは 動かない場合には上限を規定し いくつか試行錯誤のこと 2. 後述の解析的勾配計算の場合には 上限なしでも計算できた 3. 後述の最小二乗法では 設計変数の範囲を規定できないので 問題によっては注意が必要である M. Hashiguchi and D. Mi
48 実演 M. Hashiguchi and D. Mi
49 解析的勾配計算なし M. Hashiguchi and D. Mi
50 座標探索 5 だとエラーになる M. Hashiguchi and D. Mi
51 Nelder-Mead M. Hashiguchi and D. Mi
52 COBYLA M. Hashiguchi and D. Mi
53 BOBYQA M. Hashiguchi and D. Mi
54 モンテカルロ 最大反復回数 1000 まで探す 約 2 分 範囲を狭めてみる M. Hashiguchi and D. Mi
55 モンテカルロ ( 続き ) M. Hashiguchi and D. Mi
56 解析的勾配計算あり M. Hashiguchi and D. Mi
57 SNOPT M. Hashiguchi and D. Mi
58 MMA M. Hashiguchi and D. Mi
59 MMA Method of Moving Asymptotes Krister Svanberg 論文のダウンロード M. Hashiguchi and D. Mi
60 目的関数と設計変数との関係 x u, x u f=f(u,u ;χ) k +k u + k u =0 k u + k u =F K= k +k k k k k k +k u + k u 0 =0 k k u + k u F = u u +K u k u k = 0 0 k k +k u + k u 0 =0 k k u + k u F = u u +K u k u k = 0 0 M. Hashiguchi and D. Mi
61 目的関数と設計変数との関係 K= k +k k k k f = f u + f u k u k u k u k u k =K u u f = f u + f u k u k u k u k u k =K u u M. Hashiguchi and D. Mi
62 感度計算と検証 解析的勾配計算ありでは 感度を表示できる 先に導出した式を変数に定義し COMSOL の数値解と比較し 一致を確認した M. Hashiguchi and D. Mi
63 随伴法による勾配計算の説明 この方法は 目的関数が解 u の連続関数であると仮定して 微分を解析的に計算する 解 u に関する有限要素法による方程式 設計変数 χ に関する微分 展開 解 u の設計変数 χ による微分公式を得る f 目的関数 f(u, χ) の勾配を求める公式を得る χ = u f χ u 注意 : ベクトル = テンソル ベクトル スカラ / ベクトル=ベクトル ベクトル / ベクトル=テンソル M. Hashiguchi and D. Mi
64 寸法最適化 M. Hashiguchi and D. Mi
65 図形の問題 面積が最大となるには 円周上に拘束された点 R x=rcosθ 固定点 A 固定点 B y=rsinθ θ を導入することで問題を簡潔に表現できる S θ = 1 R sin θ AB 2 0<θ<π θ= π 2 M. Hashiguchi and D. Mi
66 最適化による最大化 M. Hashiguchi and D. Mi
67 手法の比較 座標探索 Nelder-Mead BOBYQA COBYLA M. Hashiguchi and D. Mi
68 マイクロ流路への応用 ジオメトリをベジエ曲線で表現ベジェ曲線はパラメタ化されており 寸法最適化に利用される M. Hashiguchi and D. Mi
69 電気浸透流 電流 流体を計算 移動時間を算出 目的関数時間差を最小化 M. Hashiguchi and D. Mi
70 実際に化学種を流してみる 大幅改善! M. Hashiguchi and D. Mi
71 形状最適化 M. Hashiguchi and D. Mi
72 2 次元片持ち梁への応用 上辺に境界荷重を受ける片持ち梁 ( 左端固定 ) において 点 A での変位を目標値より小さくするという拘束条件下で質量 ( 面積 ) を最小にする 変位 :solid.disp < 5 mm A 点 X T 0 L 0 M. Hashiguchi and D. Mi
73 境界変形による形状最適化 この範囲の境界形状を変更 M. Hashiguchi and D. Mi
74 関数による形状変更による最適化 バーンスタイン曲線を利用 形状変化を構造解析に反映するために 変形形状を利用する M. Hashiguchi and D. Mi
75 形状変更の際の拘束条件 重量を増やすけれど 強度は増えない形状は避けるようにする M. Hashiguchi and D. Mi
76 バーンスタイン多項式による基底関数の利用 B B B =C 1 x +C (x) B =C 1 x +C x 1 x +C x B =C 1 x +C x 1 x +C x 1 x +C x 1 x +C x ウィキペディア x=0 と x=1 を根にもつ多項式の組み合わせ M. Hashiguchi and D. Mi
77 関数への制限 C =0 B =C 1 x +C x 1 x +C x 1 x +C x 1 x +C x C <C 今回は C =0.9とする グローバルコントロール変数の上限を設定する M. Hashiguchi and D. Mi
78 不等式拘束を追加する 不等式拘束 db (X)/dX > 0 長さ方向のいたるところで微係数を正に拘束する 単調に減少する厚み 左端での拘束 右端で規定した最大値を超えないこと M. Hashiguchi and D. Mi
79 ポイント毎の不等式拘束モデルビルダー ドメインでの積分値が目的関数 ポイント和不等式拘束 C <0.9 M. Hashiguchi and D. Mi
80 計算結果 SNOPT による計算結果 (MMA でも同様な計算結果になった ) M. Hashiguchi and D. Mi
81 異なる方法での結果の比較 寸法最適化 明解 計算時間がかかる 誰でも使える 形状最適化 セットアップが手間 自身での工夫を要する トポロジー最適化 斬新なデザイン 研究を要する 解釈を必要とするデザイン 自身で修練を積む必要あり M. Hashiguchi and D. Mi
82 最適化に関する記述について M. Hashiguchi and D. Mi
83 伝熱問題での説明 目的 : 同一材料を 3 分割した材料の各領域の平均温度を指定値にしたい 設計変数 : 温度 境界熱源 熱伝達係数 最適化ソルバ :SNOPT Q 熱伝達 1 cm 1 cm T 断熱 Tave2 Tave1 Tave3 熱伝達 2 cm Q T 5 cm 5 cm M. Hashiguchi and D. Mi
84 モデルビルダ 平均温度の定義 形状作成 材料 : 銅 伝熱境界条件 目的関数の記述の説明設計変数の設定 最適化ソルバー M. Hashiguchi and D. Mi
85 結果 M. Hashiguchi and D. Mi
86 目的関数の記述について 目的関数を和として評価する場合 複数個所に分けて記述できる 注意 : 変数名はフルで記述すること M. Hashiguchi and D. Mi
87 目的関数の記述 ( 続き ) ジオメトリックエンティティレベル毎に目的関数を記述し それらの和を目的関数として利用できる M. Hashiguchi and D. Mi
88 目的関数の構成 M. Hashiguchi and D. Mi
89 目的関数のスケーリング 目的関数は 1 の大きさになるようにするとよい 積分目的関数の例 ρ M ds = 1 M. Hashiguchi and D. Mi
90 パラメタ推定 M. Hashiguchi and D. Mi
91 最小二乗法によるパラメタ推定 M. Hashiguchi and D. Mi
92 実験式のパラメタ推定 非線形材料の伸び λ と印加圧力 P の関係式が与えられているが 係数 C10 C01 を推定したい M. Hashiguchi and D. Mi
93 モデルビルダ λ P(λ) の関係を定義する M. Hashiguchi and D. Mi
94 実験値を用意する 実験値をマニュアルで入力する ( 実験値を外部ファイルから読み込む場合は 後ほど説明する ) 実験値の第 1 列に相当するパラメタが COMSOL 側の変数 lambda に対応すると決める 実験値の第 2 列が COMSOL 側の変数 Pに対応すると決める M. Hashiguchi and D. Mi
95 ソルバー Levenberg-Marquardt 最小二乗法用のソルバー M. Hashiguchi and D. Mi
96 計算結果の検証 実験値を表示する変数を利用できる M. Hashiguchi and D. Mi
97 伝熱モデルで材料を推定してみる T 以外の境界条件を固定し T を変化させたときの温度を算出し それらを実験データとする 次に それらのデータを使って 熱伝導係数を推定してみる M. Hashiguchi and D. Mi
98 数値実験データの作成 (1) データ採取点を下図のように決める ( ジオメトリでポイント作成 ) (2) スタディ1にパラメトリックスイープを追加し 温度 T1を変化させる (3) 結果 : 計算値で上述の3 点を選び ポイント評価をし クリップボードにコピー後 エクセルにペーストする (4) エクセルファイルを保存しておく ここから csv ファイルを作成し それをファイルとして読み込む M. Hashiguchi and D. Mi
99 パラメタ推定 測定点の情報を取り出す あとでプロットするときの名前 ( 任意 ) M. Hashiguchi and D. Mi
100 結果 真値 400 W/(m K) に対して (1.3% の誤差 ) このことを避けるためには次ページのフル精度表示を行った上で 外部ファイルに吐き出せば良い < 面白いこと > 外部ファイルからではなく 結果テーブルを利用すると 400 と正確値が算出される 従って Verification を最も正確に行う場合には 結果テーブルを利用する方が良い テーブルのフル精度表示による出力も可 M. Hashiguchi and D. Mi
101 テーブルのフル精度表示 セミナでの質問に関する回答 (1) 外部ファイル (csv) へのテーブル出力の前に フル精度ボタンをクリックすることで 表示桁をフル精度に変更できる (2) 正確値を推定できる M. Hashiguchi and D. Mi
102 時系列データが与えられた場合 M. Hashiguchi and D. Mi
103 伝熱への応用 温度の時系列データから熱伝導係数を推定する 温度測定データ T(t) Ed Fontes -module-for-parameter-estimation M. Hashiguchi and D. Mi
104 モデルビルダ M. Hashiguchi and D. Mi
105 結果 熱伝導係数 M. Hashiguchi and D. Mi
106 化学工学への応用 温度の異なる 5 種類の時系列データを読み込む M. Hashiguchi and D. Mi
107 結果 計算時間 19 秒 A E M. Hashiguchi and D. Mi
108 アプリ M. Hashiguchi and D. Mi
109 リチウム - イオン電池への応用 M. Hashiguchi and D. Mi
110 モデルビルダ 外部ファイル (.csv) を読み込む M. Hashiguchi and D. Mi
111 アプリ画面 M. Hashiguchi and D. Mi
112 音振動とプログラミング M. Hashiguchi and D. Mi
113 アプリケーションライブラリ ファイル ~ アプリケーションライブラリ M. Hashiguchi and D. Mi
114 アプリによる概要説明 モデルビルダーでアプリケーションビルダーをクリックすればそちらへ移行する アプリの実行のみを行う場合 問題説明 理論 参考文献 操作手順 結果の説明など M. Hashiguchi and D. Mi
115 すぐに計算に取り掛かれる ソフトウェアの使い方を知らなくても良い! 誰もが即戦力になる M. Hashiguchi and D. Mi
116 モデルの内容を見る モデルビルダへ モデルビルダーでアプリケーションビルダーをクリックすればそちらへ移行する アプリの実行のみを行う場合 問題説明 理論 参考文献 操作手順 結果の説明など アプリケーションでない項目の例題は 開く でモデルビルダーを表示する M. Hashiguchi and D. Mi
117 モデルビルダーの内容 最適化がない! 何故? M. Hashiguchi and D. Mi
118 割線法 ( セカント法 ) f x = 0 となる x を求める x =x f(x ) x x f x f(x ) f x =f x + x x ~f x +f (x )(x x ) いま f x =0 となったとすると f x +f x x x =0 x =x f(x ) f (x ) 後退差分で近似 f x = f x f(x ) x x これはニュートン法であり 関数値と関数の微分値の両方の計算が必要である f の計算のみで済む ( 計算速度が速い ) M. Hashiguchi and D. Mi
119 アプリケーションビルダへ クリック ここを分析してみる M. Hashiguchi and D. Mi
120 FEM を介した代数方程式 FEM の役目 構造物の腕の長さ L を決めて その固有振動数 f を計算する 関数化 frequency( 引数 L ) こうすれば 長さ L の構造物の固有振動数 frequency(l) を目標値 targetfq に一致させたいという要求は 見かけ上 次の代数方程式で表現できる f(l) = 0 ただし f(l) = frequency L targetfq 数値解法として セカント法を利用すれば L を求めることができる COMSOL ではアプリケーションビルダのメソッドエディタでプログラムを実装できる M. Hashiguchi and D. Mi
121 FEM の関数化 メソッド frequency // Function used in compute_and_play method // Syntax: double f = frequency(double L) model.param().set("lp", pronglength); Lpにpronglengthの数値をセットする model.study("std1").run(); FEMの実行 set_results(); // in case there was no solution included in the application file double[][] d = model.result().numerical("gev1").getreal(); f = d[0][0]; 計算された固有周波数をfとする M. Hashiguchi and D. Mi
122 セカント法 メソッド b_solved_and_update_results long t0 = timestamp(); // 計算時間の記録の初期化 solution_state = "nosolution"; // showprogress(); if (findlength) { // findlength declared variable linked to check box in main form setprogress(0, "Computing prong length."); // セカント法の開始 : int MAXITERATIONS = 20; // 最大反復回数 double L1 = 85; // 長さの初期値 20 Hz<fq<10,000 Hz. double L2 = 60; // 長さの初期値 20 Hz<fq<10,000 Hz. double carry = L1; carry に L1 をコピーしておく double f2 = frequency(l2)-targetfq; // L2 に対する FEM 計算結果で f(l2) を計算 setprogress(100/maxiterations); // プログレスバーの設定 fq = frequency(l1); // 画面表示用の変数 L1 に対する FEM 計算結果を fq とする setprogress(20); M. Hashiguchi and D. Mi
123 セカント法 ( 続き ) double f1 = fq-targetfq; //f(l1) を計算 x L1 = L1-f1*((L1-L2)/(f1-f2)); // セカント法 x x =x f(x ) f x f(x ) L2 = carry; //caryyの内容をl2にコピー L1 = Math.max(L1, 1e-3); //Javaの数学ライブラリの最大値計算関数 int k = 2; // 整数 kを2とする while (k < MAXITERATIONS && Math.abs(f1) > fqtol) { f2 = f1; //f1の内容をf2に置き換える fq = frequency(l1); //fqをl1でのfem 計算結果とする f1 = fq-targetfq; //f1を更新する carry = L1; // carryにl1をコピーする L1 = L1-f1*((L1-L2)/(f1-f2)); // 新しいL1を算出する L2 = carry; //carryをl2にコピーする L1 = Math.max(L1, 1e-3); // k = k+1; setprogress(k*100/maxiterations); } f L FEM f L FEM carry secant L L f f 反復計算 FEM M. Hashiguchi and D. Mi
124 セカント法 ( 続き ) L1 = Math.round(L1*100)/100.00; // we won't get more than 2 decimal accuracy (mesh limits the accuracy rather than the secant method) model.param().set( Lp, L1); グローバル定義 : パラメタLpへの収束値 L1のセット fq = fq; 収束値 L1に対応する固有周波数のセット if (Math.abs(f1) > fqtol) { error("computation terminated after "+tostring(maxiterations)+" iterations. Frequency diff: "+tostring(math.abs(f1))); } } else { // "Find prong length" check box is cleared in main form setprogress(0, "Computing frequency."); setprogress(25); fq = frequency(model.param().evaluate("lp")); setprogress(75); } M. Hashiguchi and D. Mi
125 セカント法 ( 続き ) with(model.result("pg1")); プロットグループ1への反映 set("looplevel", new String[]{"7"}); // The first real eigenfrequency always the 7th computed eigenfrequency in solid mechanics endwith(); model.result().numerical("gev1").setresult(); usegraphics(model.result( pg1 ), graphics1 ); ウィンドウ (graphics1) への表示 zoomextents( graphics1 ); 長さが変わったので画面にフィットさせる setprogress(100); プロセス100% とする play_sound(); 音を出す model.setlastcomputationtime(timestamp()-t0); // record computation time solution_state = "solutionexists"; closeprogress(); M. Hashiguchi and D. Mi
126 参考 COMSOL の Video 教材や BLOG はぜひご覧ください M. Hashiguchi and D. Mi
127 ご清聴ありがとうございました 1 ヶ月無料トライアル * の入手や各種セミナ 資料などのご要望がございましたら気軽に下記までお知らせください * ウェブからのお申込み < 問い合わせ先 > 第 1 営業部 計測エンジニアリングシステム株式会社 M. Hashiguchi and D. Mi
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サンプルテキスト FEM 原理講座 サイバネットシステム株式会社 8 年 月 9 日作成 サンプルテキストについて 各講師が 講義の内容が伝わりやすいページ を選びました テキストのページは必ずしも連続していません 一部を抜粋しています 幾何光学講座については 実物のテキストではなくガイダンスを掲載いたします 対象とする構造系 物理モデル 連続体 固体 弾性体 / 弾塑性体 / 粘弾性体 / 固体
Microsoft Word - NumericalComputation.docx
数値計算入門 武尾英哉. 離散数学と数値計算 数学的解法の中には理論計算では求められないものもある. 例えば, 定積分は, まずは積分 ( 被積分関数の原始関数をみつけること できなければ値を得ることはできない. また, ある関数の所定の値における微分値を得るには, まずその関数の微分ができなければならない. さらに代数方程式の解を得るためには, 解析的に代数方程式を解く必要がある. ところが, これらは必ずしも解析的に導けるとは限らない.
第 5 章 構造振動学 棒の振動を縦振動, 捩り振動, 曲げ振動に分けて考える. 5.1 棒の縦振動と捩り振動 まっすぐな棒の縦振動の固有振動数 f[ Hz] f = l 2pL である. ただし, L [ 単位 m] は棒の長さ, [ 2 N / m ] 3 r[ 単位 Kg / m ] E r
第 5 章 構造振動学 棒の振動を縦振動, 捩り振動, 曲げ振動に分けて考える 5 棒の縦振動と捩り振動 まっすぐな棒の縦振動の固有振動数 f[ Hz] f l pl である ただし, L [ 単位 m] は棒の長さ, [ N / m ] [ 単位 Kg / m ] E は (5) E 単位は棒の材料の縦弾性係数 ( ヤング率 ) は棒の材料の単位体積当りの質量である l は境界条件と振動モードによって決まる無
パソコンシミュレータの現状
第 2 章微分 偏微分, 写像 豊橋技術科学大学森謙一郎 2. 連続関数と微分 工学において物理現象を支配する方程式は微分方程式で表されていることが多く, 有限要素法も微分方程式を解く数値解析法であり, 定式化においては微分 積分が一般的に用いられており. 数学の基礎知識が必要になる. 図 2. に示すように, 微分は連続な関数 f() の傾きを求めることであり, 微小な に対して傾きを表し, を無限に
OpenFOAM(R) ソースコード入門 pt1 熱伝導方程式の解法から有限体積法の実装について考える 前編 : 有限体積法の基礎確認 2013/11/17 オープンCAE 富山富山県立大学中川慎二
OpenFOAM(R) ソースコード入門 pt1 熱伝導方程式の解法から有限体積法の実装について考える 前編 : 有限体積法の基礎確認 2013/11/17 オープンCAE 勉強会 @ 富山富山県立大学中川慎二 * OpenFOAM のソースコードでは, 基礎式を偏微分方程式の形で記述する.OpenFOAM 内部では, 有限体積法を使ってこの微分方程式を解いている. どのようにして, 有限体積法に基づく離散化が実現されているのか,
Microsoft PowerPoint - シミュレーション工学-2010-第1回.ppt
シミュレーション工学 ( 後半 ) 東京大学人工物工学研究センター 鈴木克幸 CA( Compter Aded geerg ) r. Jaso Lemo (SC, 98) 設計者が解析ツールを使いこなすことにより 設計の評価 設計の質の向上を図る geerg の本質の 計算機による支援 (CA CAM などより広い名前 ) 様々な汎用ソフトの登場 工業製品の設計に不可欠のツール 構造解析 流体解析
0.0 Excelファイルの読み取り専用での立ち上げ手順 1) 開示 Excelファイルの知的所有権について開示する数値解析の説明用の Excel ファイルには 改変ができないようにパスワードが設定してあります しかし 読者の方には読み取り用のパスワードを開示しますので Excel ファイルを読み取
第 1 回分 Excel ファイルの操作手順書 目次 Eexcel による数値解析準備事項 0.0 Excel ファイルの読み取り専用での立ち上げ手順 0.1 アドインのソルバーとデータ分析の有効化 ( 使えるようにする ) 第 1 回線形方程式 - 線形方程式 ( 実験式のつくり方 : 最小 2 乗法と多重回帰 )- 1.1 荷重とバネの長さの実験式 (Excelファイルのファイル名に同じ 以下同様)
Taro-数値計算の基礎Ⅱ(公開版)
0. 目次 1. 2 分法 2. はさみうち法 3. 割線法 4. 割線法 ( 2 次曲線近似 ) 5. ニュートン法 ( 接線近似 ) - 1 - 1. 2 分法 区間 [x0,x1] にある関数 f(x) の根を求める 区間 [x0,x1] を xm=(x0+x1)/2 で 2 等分し 区間 [x0,xm],[xm,x1] に分割する f(xm) の絶対値が十分小さい値 eps より小さいとき
Microsoft PowerPoint - 第7章(自然対流熱伝達 )_H27.ppt [互換モード]
第 7 章自然対流熱伝達 伝熱工学の基礎 : 伝熱の基本要素 フーリエの法則 ニュートンの冷却則 次元定常熱伝導 : 熱伝導率 熱通過率 熱伝導方程式 次元定常熱伝導 : ラプラスの方程式 数値解析の基礎 非定常熱伝導 : 非定常熱伝導方程式 ラプラス変換 フーリエ数とビオ数 対流熱伝達の基礎 : 熱伝達率 速度境界層と温度境界層 層流境界層と乱流境界層 境界層厚さ 混合平均温度 強制対流熱伝達 :
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人工環境設計解析工学構造力学と有限要素法 ( 第 回 ) 東京大学新領域創成科学研究科 鈴木克幸 固体力学の基礎方程式 変位 - ひずみの関係 適合条件式 ひずみ - 応力の関係 構成方程式 応力 - 外力の関係 平衡方程式 境界条件 変位規定境界 反力規定境界 境界条件 荷重応力ひずみ変形 場の方程式 Γ t Γ t 平衡方程式構成方程式適合条件式 構造力学の基礎式 ひずみ 一軸 荷重応力ひずみ変形
09.pptx
講義内容 数値解析 第 9 回 5 年 6 月 7 日 水 理学部物理学科情報理学コース. 非線形方程式の数値解法. はじめに. 分法. 補間法.4 ニュートン法.4. 多変数問題への応用.4. ニュートン法の収束性. 連立 次方程式の解法. 序論と行列計算の基礎. ガウスの消去法. 重対角行列の場合の解法項目を変更しました.4 LU 分解法.5 特異値分解法.6 共役勾配法.7 反復法.7. ヤコビ法.7.
OpenCAE勉強会 公開用_pptx
OpenCAE 勉強会岐阜 2013/06/15 ABAQUS Student Edition を用い た XFEM き裂進展解析事例報告 OpenCAE 学会員 SH 発表内容 ABAQUS Student Edition とは? ABAQUS Student Edition 入手方法など - 入手方法 / インストール - 解析 Sample ファイルの入手方法 etc. XFEM について -XFEM
0.0 Excelファイルの読み取り専用での立ち上げ手順 1) 開示 Excelファイルの知的所有権について開示する数値解析の説明用の Excel ファイルには 改変ができないようにパスワードが設定してあります しかし 読者の方には読み取り用のパスワードを開示しますので Excel ファイルを読み取
第 3 回分追加 Excel ファイルの操作手順書 目次 Eexcelによる数値解析準備事項 0.0 Excelファイルの読み取り専用での立ち上げ手順 0.1 アドインのソルバーとデータ分析の有効化 ( 使えるようにする ) 第 1 回線形方程式 - 線形方程式 ( 実験式のつくり方 : 最小 2 乗法と多重回帰 )- 1.1 荷重とバネの長さの実験式 (Excelファイルのファイル名に同じ 以下同様)
国土技術政策総合研究所 研究資料
3. 解析モデルの作成汎用ソフトFEMAP(Ver.9.0) を用いて, ダムおよび基礎岩盤の有限要素メッシュを8 節点要素により作成した また, 貯水池の基本寸法および分割数を規定し,UNIVERSE 2) により差分メッシュを作成した 3.1 メッシュサイズと時間刻みの設定基準解析結果の精度を確保するために, 堤体 基礎岩盤 貯水池を有限要素でモデル化する際に, 要素メッシュの最大サイズならびに解析時間刻みは,
(Microsoft PowerPoint - \221\34613\211\361)
計算力学 ~ 第 回弾性問題の有限要素解析 (Ⅱ)~ 修士 年後期 ( 選択科目 ) 担当 : 岩佐貴史 講義の概要 全 5 講義. 計算力学概論, ガイダンス. 自然現象の数理モデル化. 行列 場とその演算. 数値計算法 (Ⅰ) 5. 数値計算法 (Ⅱ) 6. 初期値 境界値問題 (Ⅰ) 7. 初期値 境界値問題 (Ⅱ) 8. マトリックス変位法による構造解析 9. トラス構造の有限要素解析. 重み付き残差法と古典的近似解法.
構造力学Ⅰ第12回
第 回材の座屈 (0 章 ) p.5~ ( 復習 ) モールの定理 ( 手順 ) 座屈とは 荷重により梁に生じた曲げモーメントをで除して仮想荷重と考える 座屈荷重 偏心荷重 ( 曲げと軸力 ) 断面の核 この仮想荷重に対するある点でのせん断力 たわみ角に相当する曲げモーメント たわみに相当する ( 例 ) 単純梁の支点のたわみ角 : は 図 を仮想荷重と考えたときの 点の支点反力 B は 図 を仮想荷重と考えたときのB
Kumamoto University Center for Multimedia and Information Technologies Lab. 熊本大学アプリケーション実験 ~ 実環境における無線 LAN 受信電波強度を用いた位置推定手法の検討 ~ InKIAI 宮崎県美郷
熊本大学アプリケーション実験 ~ 実環境における無線 LAN 受信電波強度を用いた位置推定手法の検討 ~ InKIAI プロジェクト @ 宮崎県美郷町 熊本大学副島慶人川村諒 1 実験の目的 従来 信号の受信電波強度 (RSSI:RecevedSgnal StrengthIndcator) により 対象の位置を推定する手法として 無線 LAN の AP(AccessPont) から受信する信号の減衰量をもとに位置を推定する手法が多く検討されている
板バネの元は固定にします x[0] は常に0です : > x[0]:=t->0; (1.2) 初期値の設定をします 以降 for 文処理のため 空集合を生成しておきます : > init:={}: 30 番目 ( 端 ) 以外については 初期高さおよび初速は全て 0 にします 初期高さを x[j]
機械振動論固有振動と振動モード 本事例では 板バネを解析対象として 数値計算 ( シミュレーション ) と固有値問題を解くことにより振動解析を行っています 実際の振動は振動モードと呼ばれる特定パターンが複数組み合わされますが 各振動モードによる振動に分けて解析を行うことでその現象を捉え易くすることが出来ます そこで 本事例では アニメーションを活用した解析結果の可視化も取り入れています 板バネの振動
カイ二乗フィット検定、パラメータの誤差
統計的データ解析 008 008.. 林田清 ( 大阪大学大学院理学研究科 ) 問題 C (, ) ( x xˆ) ( y yˆ) σ x πσ σ y y Pabx (, ;,,, ) ˆ y σx σ y = dx exp exp πσx ただし xy ˆ ˆ はyˆ = axˆ+ bであらわされる直線モデル上の点 ( ˆ) ( ˆ ) ( ) x x y ax b y ax b Pabx (,
熱伝達の境界条件 (OF-2.1 OF-2.3) 1/7 藤井 15/01/30 熱伝達の境界条件 (OF-2.1 OF-2.3) 目次 1. はじめに 2. 熱伝達の境界条件 (fixedalphatemp) の作成 2-1. 考え方 2-2. fixedalphatemp の作成 3. 作動確認
1/7 藤井 15/01/30 目次 1. はじめに 2. 熱伝達の境界条件 (fixedalphatemp) の作成 2-1. 考え方 2-2. fixedalphatemp の作成 3. 作動確認 3-1. モデルの作成 3-2. solver 3-3. 境界条件 3-4. 計算結果の確認 4. 計算結果の検証 5. まとめ 1. はじめに 現在 OpenFOAM で laplacianfoam
Microsoft PowerPoint - 2_FrontISTRと利用可能なソフトウェア.pptx
東京大学本郷キャンパス 工学部8号館2階222中会議室 13:30-14:00 FrontISTRと利用可能なソフトウェア 2017年4月28日 第35回FrontISTR研究会 FrontISTRの並列計算ハンズオン 精度検証から並列性能評価まで 観測された物理現象 物理モデル ( 支配方程式 ) 連続体の運動を支配する偏微分方程式 離散化手法 ( 有限要素法, 差分法など ) 代数的な数理モデル
例 e 指数関数的に減衰する信号を h( a < + a a すると, それらのラプラス変換は, H ( ) { e } e インパルス応答が h( a < ( ただし a >, U( ) { } となるシステムにステップ信号 ( y( のラプラス変換 Y () は, Y ( ) H ( ) X (
第 週ラプラス変換 教科書 p.34~ 目標ラプラス変換の定義と意味を理解する フーリエ変換や Z 変換と並ぶ 信号解析やシステム設計における重要なツール ラプラス変換は波動現象や電気回路など様々な分野で 微分方程式を解くために利用されてきた ラプラス変換を用いることで微分方程式は代数方程式に変換される また 工学上使われる主要な関数のラプラス変換は簡単な形の関数で表されるので これを ラプラス変換表
Microsoft Word - HOBO雨量専用説明書_v1.1.doc
HOBOevent による雨量データの 回収と変換の方法 Rev 1.1 HOBO ペンダントシリーズ パルス入力 ベースステーション (USB) 雨量各種 HobowareLite 2007 年 9 月 http://www.weather.co.jp/ 目次 目次...1 はじめに...2 HOBOWARELITE の開始...2 ケーブル接続...2 HOBOwareLite の開始...2
0 21 カラー反射率 slope aspect 図 2.9: 復元結果例 2.4 画像生成技術としての計算フォトグラフィ 3 次元情報を復元することにより, 画像生成 ( レンダリング ) に応用することが可能である. 近年, コンピュータにより, カメラで直接得られない画像を生成する技術分野が生
0 21 カラー反射率 slope aspect 図 2.9: 復元結果例 2.4 画像生成技術としての計算フォトグラフィ 3 次元情報を復元することにより, 画像生成 ( レンダリング ) に応用することが可能である. 近年, コンピュータにより, カメラで直接得られない画像を生成する技術分野が生まれ, コンピューテーショナルフォトグラフィ ( 計算フォトグラフィ ) と呼ばれている.3 次元画像認識技術の計算フォトグラフィへの応用として,
PowerPoint プレゼンテーション
復習 ) 時系列のモデリング ~a. 離散時間モデル ~ y k + a 1 z 1 y k + + a na z n ay k = b 0 u k + b 1 z 1 u k + + b nb z n bu k y k = G z 1 u k = B(z 1 ) A(z 1 u k ) ARMA モデル A z 1 B z 1 = 1 + a 1 z 1 + + a na z n a = b 0
工業数学F2-04(ウェブ用).pptx
工業数学 F2 #4 フーリエ級数を極める 京都大学加納学 京都大学大学院情報学研究科システム科学専攻 Human Systems Lab., Dept. of Systems Science Graduate School of Informatics, Kyoto University 復習 1: 複素フーリエ級数 2 周期 2π の周期関数 f(x) の複素フーリエ級数展開 複素フーリエ係数
Microsoft PowerPoint - H22制御工学I-2回.ppt
制御工学 I 第二回ラプラス変換 平成 年 4 月 9 日 /4/9 授業の予定 制御工学概論 ( 回 ) 制御技術は現在様々な工学分野において重要な基本技術となっている 工学における制御工学の位置づけと歴史について説明する さらに 制御システムの基本構成と種類を紹介する ラプラス変換 ( 回 ) 制御工学 特に古典制御ではラプラス変換が重要な役割を果たしている ラプラス変換と逆ラプラス変換の定義を紹介し
PowerPoint Presentation
付録 2 2 次元アフィン変換 直交変換 たたみ込み 1.2 次元のアフィン変換 座標 (x,y ) を (x,y) に移すことを 2 次元での変換. 特に, 変換が と書けるとき, アフィン変換, アフィン変換は, その 1 次の項による変換 と 0 次の項による変換 アフィン変換 0 次の項は平行移動 1 次の項は座標 (x, y ) をベクトルと考えて とすれば このようなもの 2 次元ベクトルの線形写像
数値計算で学ぶ物理学 4 放物運動と惑星運動 地上のように下向きに重力がはたらいているような場においては 物体を投げると放物運動をする 一方 中心星のまわりの重力場中では 惑星は 円 だ円 放物線または双曲線を描きながら運動する ここでは 放物運動と惑星運動を 運動方程式を導出したうえで 数値シミュ
数値計算で学ぶ物理学 4 放物運動と惑星運動 地上のように下向きに重力がはたらいているような場においては 物体を投げると放物運動をする 一方 中心星のまわりの重力場中では 惑星は 円 だ円 放物線または双曲線を描きながら運動する ここでは 放物運動と惑星運動を 運動方程式を導出したうえで 数値シミュレーションによって計算してみる 4.1 放物運動一様な重力場における放物運動を考える 一般に質量の物体に作用する力をとすると運動方程式は
位相最適化?
均質化設計法 藤井大地 ( 東京大学 ) 位相最適化? 従来の考え方 境界形状を変化させて最適な形状 位相を求める Γ t Ω b Γ D 境界形状を変化させる問題点 解析が進むにつれて, 有限要素メッシュが異形になり, 再メッシュが必要になる 位相が変化する問題への適応が難しい Γ Γ t t Ω b Ω b Γ D Γ D 領域の拡張と特性関数の導入 χ Ω ( x) = f 0 f x Ω x
Salome-Meca を用いたモーダル解析の解析手順 今回はモーダル解析を DEXCS-Salome6-64bit を用いて行う 平成 24 年 11 月 21 日岐阜高専 DALAB 鍔田広美 目次 1. 解析概要 2. SALOME の起動 3. ファイルの作成 4. Geometry でモデ
Salome-Meca を用いたモーダル解析の解析手順 今回はモーダル解析を DEXCS-Salome6-64bit を用いて行う 平成 24 年 11 月 21 日岐阜高専 DALAB 鍔田広美 目次 1. 解析概要 2. SALOME の起動 3. ファイルの作成 4. Geometry でモデルの作成 5. Mesh でメッシュの実行 6. Aster で解析の実行 7. Post-Pro で結果の可視化
Microsoft Word - 第5章.doc
第 5 章表面ひび割れ幅法 5-1 解析対象 ( 表面ひび割れ幅法 ) 表面ひび割れ幅法は 図 5-1 に示すように コンクリート表面より生じるひび割れを対象とした解析方法である. すなわち コンクリートの弾性係数が断面で一様に変化し 特に方向性を持たない表面にひび割れを解析の対象とする. スラブ状構造物の場合には地盤を拘束体とみなし また壁状構造物の場合にはフーチングを拘束体として それぞれ外部拘束係数を定める.
14 化学実験法 II( 吉村 ( 洋 mmol/l の半分だったから さんの測定値は くんの測定値の 4 倍の重みがあり 推定値 としては 0.68 mmol/l その標準偏差は mmol/l 程度ということになる 測定値を 特徴づけるパラメータ t を推定するこの手
14 化学実験法 II( 吉村 ( 洋 014.6.1. 最小 乗法のはなし 014.6.1. 内容 最小 乗法のはなし...1 最小 乗法の考え方...1 最小 乗法によるパラメータの決定... パラメータの信頼区間...3 重みの異なるデータの取扱い...4 相関係数 決定係数 ( 最小 乗法を語るもう一つの立場...5 実験条件の誤差の影響...5 問題...6 最小 乗法の考え方 飲料水中のカルシウム濃度を
Microsoft PowerPoint - 物情数学C(2012)(フーリエ前半)_up
年度物理情報工学科 年生秋学期 物理情報数学 C フーリエ解析 (Fourier lysis) 年 月 5 日 フーリエ ( フランス ) (768~83: ナポレオンの時代 ) 歳で Ecole Polyechique ( フランス国立理工科大学 ) の教授 ナポレオンのエジプト遠征に従軍 (798) 87: 任意の関数は三角関数によって級数展開できる という フーリエ級数 の概念を提唱 ( 論文を提出
微分方程式による現象記述と解きかた
微分方程式による現象記述と解きかた 土木工学 : 公共諸施設 構造物の有用目的にむけた合理的な実現をはかる方法 ( 技術 ) に関する学 橋梁 トンネル ダム 道路 港湾 治水利水施設 安全化 利便化 快適化 合法則的 経済的 自然および人口素材によって作られた 質量保存則 構造物の自然的な性質 作用 ( 外力による応答 ) エネルギー則 の解明 社会的諸現象のうち マスとしての移動 流通 運動量則
スライド 1
H25 創造設計演習 ~ 振動設計演習 1~ 1 ゆれない片持ち梁の設計 振動設計演習全体 HP(2011 年度まで使用 今は閲覧のみ ): http://hockey.t.u-tokyo.ac.jp/shindousekkei/index.html M4 取付ネジ 2 Xin 加振器 50mm 幅 30mm 材料 :A2017または ABS 樹脂 計測点 :Xout 2mm? Hz CAD 所望の特性になるまで繰り返す?
CW単品静解析基礎
第 2 章 : メッシュ 本章では SolidWorks Simulation2009 でメッシュを作成する際の各種機能 それらの操作方法を習得します 最初にメッシュコントロール機能について学習し 鋭い凹角のコーナーが応力の特異点であることが示されます 次にメッシュの品質 ( アスペクト比 ヤコビアン ) について学んだ後 最後にソフトにより自動的にメッシュが改善されるアダプティブ法を学習します 1.
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11-1 第 11 章不静定梁のたわみ ポイント : 基本的な不静定梁のたわみ 梁部材の断面力とたわみ 本章では 不静定構造物として 最も単純でしかも最も大切な両端固定梁の応力解析を行う ここでは 梁の微分方程式を用いて解くわけであるが 前章とは異なり 不静定構造物であるため力の釣合から先に断面力を決定することができない そのため 梁のたわみ曲線と同時に断面力を求めることになる この両端固定梁のたわみ曲線や断面力分布は
Microsoft PowerPoint - 知財報告会H20kobayakawa.ppt [互換モード]
亀裂の変形特性を考慮した数値解析による岩盤物性評価法 地球工学研究所地圏科学領域小早川博亮 1 岩盤構造物の安定性評価 ( 斜面の例 ) 代表要素 代表要素の応力ひずみ関係 変形: 弾性体の場合 :E,ν 強度: モールクーロン破壊規準 :c,φ Rock Mech. Rock Engng. (2007) 40 (4), 363 382 原位置試験 せん断試験, 平板載荷試験 原位置三軸試験 室内試験
構造解析マニュアル@RDstr
構造解析マニュアル @RDstr ~ 片持ち梁の弾性静解析 ~ 岐阜高専構造解析学研究室 H270608 版 1. 解析モデル 下に示すような長さ 1000mm 高さ 100mm 幅 200mm の片持ち梁の弾性解析を行う 2. Salome-meca でのメッシュの作成 1 1 アイコンをクリックして Salome-meca を起動する 2 2 ジオメトリのアイコンをクリックする 表示されるウィンドウで
伝熱学課題
練習問題解答例 < 第 章強制対流熱伝達 >. 式 (.9) を導出せよ (.6) を変換する 最初に の微分値を整理しておく (.A) (.A) これを用いて の微分値を求める (.A) (.A) (.A) (.A6) (.A7) これらの微分値を式 (.6) に代入する (.A8) (.A9) (.A) (.A) (.A) (.9). 薄い平板が温度 で常圧の水の一様な流れの中に平行に置かれている
1. 共通数値の計算 1.1 単純梁の曲げモーメントと撓み (INFSBEAMV.XLSのシートPanel1のコピー) パネル数 n= 1 パネル間隔 λ= 支間 L/nとして利用する [T 1 ] の計算 (-1,2,-1) の係数をマトリックスに構成する (1/2) 倍しない係数に注意 連続する
連続梁の影響線 ( デモ版 )INFCONTBVN.xls 理論と解析の背景 連続梁は 種々の境界条件と弾性条件があります ここでは標準的な等断面 等径間の 1 等分した格点で 二径間 (1:1) と三径間 (1:1:1) 連続梁の影響線だけの計算をまとめます 不等径間比の連続梁の影響線 格点分割数の計算は 応用計算として別にまとめます 連続梁の計算には 単純梁の曲げモーメントや撓みの影響線などを使います
データ解析
データ解析 ( 前期 ) 最小二乗法 向井厚志 005 年度テキスト 0 データ解析 - 最小二乗法 - 目次 第 回 Σ の計算 第 回ヒストグラム 第 3 回平均と標準偏差 6 第 回誤差の伝播 8 第 5 回正規分布 0 第 6 回最尤性原理 第 7 回正規分布の 分布の幅 第 8 回最小二乗法 6 第 9 回最小二乗法の練習 8 第 0 回最小二乗法の推定誤差 0 第 回推定誤差の計算 第
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第 1 章モールの定理による静定梁のたわみ 1-1 第 1 章モールの定理による静定梁のたわみ ポイント : モールの定理を用いて 静定梁のたわみを求める 断面力の釣合と梁の微分方程式は良く似ている 前章では 梁の微分方程式を直接積分する方法で 静定梁の断面力と変形状態を求めた 本章では 梁の微分方程式と断面力による力の釣合式が類似していることを利用して 微分方程式を直接解析的に解くのではなく 力の釣合より梁のたわみを求める方法を学ぶ
Microsoft PowerPoint - 6.PID制御.pptx
プロセス制御工学 6.PID 制御 京都大学 加納学 Division of Process Control & Process Systems Engineering Department of Chemical Engineering, Kyoto University [email protected] http://www-pse.cheme.kyoto-u.ac.jp/~kano/
(1) プログラムの開始場所はいつでも main( ) メソッドから始まる 順番に実行され add( a,b) が実行される これは メソッドを呼び出す ともいう (2)add( ) メソッドに実行が移る この際 add( ) メソッド呼び出し時の a と b の値がそれぞれ add( ) メソッド
メソッド ( 教科書第 7 章 p.221~p.239) ここまでには文字列を表示する System.out.print() やキーボードから整数を入力する stdin.nextint() などを用いてプログラムを作成してきた これらはメソッドと呼ばれるプログラムを構成する部品である メソッドとは Java や C++ などのオブジェクト指向プログラミング言語で利用されている概念であり 他の言語での関数やサブルーチンに相当するが
目次 Patran 利用の手引き 1 1. はじめに 利用できるバージョン 概要 1 機能概要 マニュアル テクニカルサポートIDの取得について 3 2. Patran の利用方法 Patran の起動 3 (1) TSUBAMEにログイン
Patran 利用の手引 東京工業大学学術国際情報センター 2017.04 version 1.13 目次 Patran 利用の手引き 1 1. はじめに 1 1.1 利用できるバージョン 1 1.2 概要 1 機能概要 1 1.3 マニュアル 2 1.4 テクニカルサポートIDの取得について 3 2. Patran の利用方法 3 2.1 Patran の起動 3 (1) TSUBAMEにログイン
以下 変数の上のドットは時間に関する微分を表わしている (ex. 2 dx d x x, x 2 dt dt ) 付録 E 非線形微分方程式の平衡点の安定性解析 E-1) 非線形方程式の線形近似特に言及してこなかったが これまでは線形微分方程式 ( x や x, x などがすべて 1 次で なおかつ
以下 変数の上のドットは時間に関する微分を表わしている (e. d d, dt dt ) 付録 E 非線形微分方程式の平衡点の安定性解析 E-) 非線形方程式の線形近似特に言及してこなかったが これまでは線形微分方程式 ( や, などがすべて 次で なおかつそれらの係数が定数であるような微分方程式 ) に対して安定性の解析を行ってきた しかしながら 実際には非線形の微分方程式で記述される現象も多く存在する
OCW-iダランベールの原理
講義名連続体力学配布資料 OCW- 第 2 回ダランベールの原理 無機材料工学科准教授安田公一 1 はじめに今回の講義では, まず, 前半でダランベールの原理について説明する これを用いると, 動力学の問題を静力学の問題として解くことができ, さらに, 前回の仮想仕事の原理を適用すると動力学問題も簡単に解くことができるようになる また, 後半では, ダランベールの原理の応用として ラグランジュ方程式の導出を示す
Microsoft Word - 1B2011.doc
第 14 回モールの定理 ( 単純梁の場合 ) ( モールの定理とは何か?p.11) 例題 下記に示す単純梁の C 点のたわみ角 θ C と, たわみ δ C を求めよ ただし, 部材の曲げ 剛性は材軸に沿って一様で とする C D kn B 1.5m 0.5m 1.0m 解答 1 曲げモーメント図を描く,B 点の反力を求める kn kn 4 kn 曲げモーメント図を描く knm 先に得られた曲げモーメントの値を
平成 23 年度 JAXA 航空プログラム公募型研究報告会資料集 (23 年度採用分 ) 21 計測ひずみによる CFRP 翼構造の荷重 応力同定と損傷モニタリング 東北大学福永久雄 ひずみ応答の計測データ 静的分布荷重同定動的分布荷重同定 ひずみゲージ応力 ひずみ分布の予測 or PZT センサ損
平成 3 年度 JAXA 航空プログラム公募型研究報告会資料集 (3 年度採用分 1 計測ひずみによる CFRP 翼構造の荷重 応力同定と損傷モニタリング 東北大学福永久雄 ひずみ応答の計測データ 静的分布荷重同定動的分布荷重同定 ひずみゲージ応力 ひずみ分布の予測 or PZT センサ損傷発生位置の推定発表内容 (1 荷重同定 1:11 点衝撃荷重同定 ( 荷重同定 : 分布荷重同定 (3 今後の予定
COMSOL Multiphysics Ver.5.2 専門モジュールイントロダクション AC/DCモジュール (3Dインダクタ)
COMSOL Multiphysics Ver.5.2 専門モジュールイントロダクション 計測エンジニアリングシステム株式会社 東京都千代田区内神田 1-9-5 井門内神田ビル 2015 11.20 1.ACDC モジュールの概要 出典 :https://www.comsol.jp/acdc-module キャパシタ インダクタ 絶縁体 コイル モータ センサのモデリング AC/DC モジュールでは
演習資料 ( 作成 : 江澤良孝 ) SolidWorks2014 による片持ち梁モデル作成と SolidWorks Simulation による 3 次元応力解析 - 参照面を使った境界条件の設定 - 10N 端面を拘束 材料 : 炭素鋼 ( 普通 ) 1
演習資料 ( 作成 : 江澤良孝 ) SolidWorks2014 による片持ち梁モデル作成と SolidWorks Simulation による 3 次元応力解析 - 参照面を使った境界条件の設定 - 10N 端面を拘束 材料 : 炭素鋼 ( 普通 ) 1 演習資料 ( 作成 : 江澤良孝 ) SolidWorks 2014 によるモデル作成 1. パソコンを起動し ログインする ( デフォルトの仮想デスクトップ
数学 t t t t t 加法定理 t t t 倍角公式加法定理で α=β と置く. 三角関数
. 三角関数 基本関係 t cot c sc c cot sc t 還元公式 t t t t t t cot t cot t 数学 数学 t t t t t 加法定理 t t t 倍角公式加法定理で α=β と置く. 三角関数 数学. 三角関数 5 積和公式 6 和積公式 数学. 三角関数 7 合成 t V v t V v t V V V V VV V V V t V v v 8 べき乗 5 6 6
テンソル ( その ) テンソル ( その ) スカラー ( 階のテンソル ) スカラー ( 階のテンソル ) 階数 ベクトル ( 階のテンソル ) ベクトル ( 階のテンソル ) 行列表現 シンボリック表現 [ ]
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SoilWorks for FLIP 主な機能特徴 1 / 13 SoilWorks for FLIP Pre-Processing 1. CADのような形状作成 修正機能 AutoCAD感覚の使いやすいモデリングや修正機能 1 CADで形状をレイヤー整理したりDXFに変換しなくても Ctrl+C でコピーしてSoilWorks上で Ctrl+V で読込む 2. AutoCAD同様のコマンドキー入力による形状作成
微分方程式 モデリングとシミュレーション
1 微分方程式モデリングとシミュレーション 2018 年度 2 質点の運動のモデル化 粒子と粒子に働く力 粒子の運動 粒子の位置の時間変化 粒子の位置の変化の割合 速度 速度の変化の割合 加速度 力と加速度の結び付け Newtonの運動方程式 : 微分方程式 解は 時間の関数としての位置 3 Newton の運動方程式 質点の運動は Newton の運動方程式で記述される 加速度は力に比例する 2
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Non-linea factue mechanics き裂先端付近の塑性変形 塑性域 R 破壊進行領域応カ特異場 Ω R R Hutchinson, Rice and Rosengen 全ひずみ塑性理論に基づいた解析 現段階のひずみは 除荷がないとすると現段階の応力で一義的に決まる 単純引張り時の応カーひずみ関係 ( 構成方程式 ): ( ) ( ) n () y y y ここで α,n 定数, /
第6章 実験モード解析
第 6 章実験モード解析 6. 実験モード解析とは 6. 有限自由度系の実験モード解析 6.3 連続体の実験モード解析 6. 実験モード解析とは 実験モード解析とは加振実験によって測定された外力と応答を用いてモードパラメータ ( 固有振動数, モード減衰比, 正規固有モードなど ) を求める ( 同定する ) 方法である. 力計 試験体 変位計 / 加速度計 実験モード解析の概念 時間領域データを利用する方法
C プログラミング演習 1( 再 ) 2 講義では C プログラミングの基本を学び 演習では やや実践的なプログラミングを通して学ぶ
C プログラミング演習 1( 再 ) 2 講義では C プログラミングの基本を学び 演習では やや実践的なプログラミングを通して学ぶ 今回のプログラミングの課題 次のステップによって 徐々に難易度の高いプログラムを作成する ( 参照用の番号は よくわかる C 言語 のページ番号 ) 1. キーボード入力された整数 10 個の中から最大のものを答える 2. 整数を要素とする配列 (p.57-59) に初期値を与えておき
メソッドのまとめ
メソッド (4) 擬似コードテスト技法 http://java.cis.k.hosei.ac.jp/ 授業の前に自己点検以下のことがらを友達に説明できますか? メソッドの宣言とは 起動とは何ですか メソッドの宣言はどのように書きますか メソッドの宣言はどこに置きますか メソッドの起動はどのようにしますか メソッドの仮引数 実引数 戻り値とは何ですか メソッドの起動にあたって実引数はどのようにして仮引数に渡されますか
COMSOL Days 025:化学反応工学セミナー第2回「COMSOL Multiphysicsによる輸送現象の取り扱い」(2018年3月1日開催)
COMSOL Multiphysics による 化学工学の輸送現象解析 Finite-Element Analysis of Transport Phenomena in Chemical Engineering by COMSOL Multiphysics 橋口真宜 1 米大海 2 1. 第 1 技術部部長 2. 第 1 技術部課長計測エンジニアリングシステム株式会社 COMSOL Multiphysics
NumericalProg09
数値解析および プログラミング演習 [08 第 9 回目 ] の解法 - 4. Ruge-Kua( ルンゲ クッタ 法 Ruge-Kua-Gill( ルンゲ クッタ ジル / ギル 法 5. 多段解法 解法の対象 常微分方程式 d( d 初期値条件 (, の変化に応じて変化する の値を求める. ( 0 ( 0 と 0 は,give 0 常微分方程式の初期値問題 と言う. 3 Ruge-Kua 法の導出
Excelを用いた行列演算
を用いた行列演算 ( 統計専門課程国民 県民経済計算の受講に向けて ) 総務省統計研究研修所 この教材の内容について計量経済学における多くの経済モデルは連立方程式を用いて記述されています この教材は こうした科目の演習においてそうした連立方程式の計算をExcelで行う際の技能を補足するものです 冒頭 そもそもどういう場面で連立方程式が登場するのかについて概括的に触れ なぜ この教材で連立方程式の解法について事前に学んでおく必要があるのか理解していただこうと思います
プログラミング実習I
プログラミング実習 I 05 関数 (1) 人間システム工学科井村誠孝 [email protected] 関数とは p.162 数学的には入力に対して出力が決まるもの C 言語では入出力が定まったひとまとまりの処理 入力や出力はあるときもないときもある main() も関数の一種 何かの仕事をこなしてくれる魔法のブラックボックス 例 : printf() 関数中で行われている処理の詳細を使う側は知らないが,
多次元レーザー分光で探る凝縮分子系の超高速動力学
波動方程式と量子力学 谷村吉隆 京都大学理学研究科化学専攻 http:theochem.kuchem.kyoto-u.ac.jp TA: 岩元佑樹 [email protected] ベクトルと行列の作法 A 列ベクトル c = c c 行ベクトル A = [ c c c ] 転置ベクトル T A = [ c c c ] AA 内積 c AA = [ c c c ] c =
学習指導要領
(1) 数と式 ア数と集合 ( ア ) 実数数を実数まで拡張する意義を理解し 簡単な無理数の四則計算をすること 絶対値の意味を理解し適切な処理することができる 例題 1-3 の絶対値をはずせ 展開公式 ( a + b ) ( a - b ) = a 2 - b 2 を利用して根号を含む分数の分母を有理化することができる 例題 5 5 + 2 の分母を有理化せよ 実数の整数部分と小数部分の表し方を理解している
Microsoft PowerPoint - H17-5時限(パターン認識).ppt
パターン認識早稲田大学講義 平成 7 年度 独 産業技術総合研究所栗田多喜夫 赤穂昭太郎 統計的特徴抽出 パターン認識過程 特徴抽出 認識対象から何らかの特徴量を計測 抽出 する必要がある 認識に有効な情報 特徴 を抽出し 次元を縮小した効率の良い空間を構成する過程 文字認識 : スキャナ等で取り込んだ画像から文字の識別に必要な本質的な特徴のみを抽出 例 文字線の傾き 曲率 面積など 識別 与えられた未知の対象を
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Release Note Release Date : Jun. 2015 Product Ver. : igen 2015 (v845) DESIGN OF General Structures Integrated Design System for Building and General Structures Enhancements Analysis & Design 3 (1) 64ビットソルバー及び
4 月 東京都立蔵前工業高等学校平成 30 年度教科 ( 工業 ) 科目 ( プログラミング技術 ) 年間授業計画 教科 :( 工業 ) 科目 :( プログラミング技術 ) 単位数 : 2 単位 対象学年組 :( 第 3 学年電気科 ) 教科担当者 :( 高橋寛 三枝明夫 ) 使用教科書 :( プロ
4 東京都立蔵前工業高等学校平成 30 年度教科 ( 工業 ) 科目 ( プログラミング技術 ) 年間授業計画 教科 :( 工業 ) 科目 :( プログラミング技術 ) 単位数 : 2 単位 対象学年組 :( 第 3 学年電気科 ) 教科担当者 :( 高橋寛 三枝明夫 ) 使用教科書 :( プログラミング技術 工業 333 実教出版 ) 共通 : 科目 プログラミング技術 のオリエンテーション プログラミング技術は
SPACEstJ User's Manual
6-1 第 6 章部材の断面力計算 ポイント : 部材断面力の計算 両端の変位より両端外力を計算する 本章では 両端の変位を用いて部材両端の材端力を求め 断面内の応力との釣合より 断面力を求める方法を学ぶ ここでは 部材荷重は等分布荷重を考慮しているため 基本応力と節点荷重による断面力を重ね合わせて 実際の部材断面力を求める 6.1 はじめに キーワード 部材断面力の計算部材座標系の変位等分布荷重による基本応力
Microsoft PowerPoint - 夏の学校(CFD).pptx
/9/5 FD( 計算流体力学 ) の基礎理論 性能 運動分野 夏の学校 神戸大学大学院海事科学研究科勝井辰博 流体の質量保存 流体要素内の質量の増加率 [ 単位時間当たりの増加量 ] 単位時間に流体要素に流入する質量 流体要素 Fl lm (orol olm) v ( ) ガウスの定理 v( ) /9/5 = =( ) b=b =(b b b ) b= b = b + b + b アインシュタイン表記
8. 自由曲線と曲面の概要 陽関数 陰関数 f x f x x y y y f f x y z g x y z パラメータ表現された 次元曲線 パラメータ表現は xyx 毎のパラメータによる陽関数表現 形状普遍性 座標独立性 曲線上の点を直接に計算可能 多価の曲線も表現可能 gx 低次の多項式は 計
8. 自由曲線 曲面. 概論. ベジエ曲線 曲面. ベジエ曲線 曲面の数学. OeGLによる実行. URS. スプライン関数. スプライン曲線 曲面. URS 曲線 曲面 4. OeGLによる実行 8. 自由曲線と曲面の概要 陽関数 陰関数 f x f x x y y y f f x y z g x y z パラメータ表現された 次元曲線 パラメータ表現は xyx 毎のパラメータによる陽関数表現 形状普遍性
