コンピューターシミュレーション

コンピューターシミュレーション
電子計算機の驚くべき能力
2004.10.30-31
秋田工業高等専門学校電気情報工学科
コンピューターは、どのように
使われているか？





インターネットに代表される通信分野
文房具
制御
その他、いろいろ
もともとは、計算機であった。
暗号解読
 大砲の弾道計算
 最初の発明者は、計算により気象の予測を考え
ていた。

コンピューターシミュレーション
10月 19日 21時発表
15 時間後10月20日12時
http://www.ara.or.jp/weather/weather01.html
シミュレーション : 計算機による模擬実験
簡単な問題(豆腐の温度)を考える
0℃
0℃
100 ℃
100 ℃
白い部分(豆腐)の温度はどうなるだろうか？
計算方法

計算領域(豆腐)を
網目に区切る。

その接点の温度
を計算する。

計算は連立方程
式となる。
有限要素法(Finite Element Method (FEM)
連立方程式がキーポイント

連立方程式
未知数が2個
未知数が3個
2 x  y  3

2 x  y  1
x  y  z  2

x  y  z  2
x  y  z  2

二元一次方程式
三元一次方程式
x  1, y  1
x  2, y  0, z  0
計算時間はどの程度かかるだろうか？

634個の未知数がある場合。
方程式を書くための紙
 人間と電卓での計算時間


63m×6.3m
時間
パソコンだとどれくらいだろうか？
もう少し精度を上げる

未知数が5118個の場合。
方程式を書くための紙 500m×50m
 人間と電卓での計算時間

もっと精度を上げる

未知数が51871個の場合。
方程式を書くための紙 5.1km×0.5km
 人間と電卓での計算時間

コンピューターの計算速度

速度


人間の
記憶容量

とてつもなく多くの数値を記憶できる。
これを利用して、自然現象をコンピュー
ターの中で模擬させることができる。
計算機シミュレーション
ここの研究室の内容

電気に関わる現象をコンピューターで計算し
ている。
静電場
 静磁場
 高周波電磁場


計算するためのプログラムの作成が主な内
容です。
電気工学科

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