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有限会社 ゴッドフット企画


 科学技術計算、計算力学、構造設計、構造解析システムの開発を行っています。また設計、解析、研究業務等もおこなっています。計算ロジックの相談にも応じます。科学技術計算の仕事があれば、ぜひメールを下さい。

 2005年4月25日、JR福知山線で電車脱線事故がありました。そこで力学的見地からJR福知山線 脱線事故シミュレーションのページを作り、脱線事故原因の解明を行いました。

エクセルを用いた科学技術計算のページを公開しました。数式だらけのウェブにもかかわらず、ページの閲覧が1日3000以上あり、訪問者が1500人/1日程度になっています。(広告募集中)

  科学:自然科学 (dmoz : open directory project 掲載)

大手機械メーカー、大手電気メーカー、有名大学からのアクセスがかなりあり、ウェブ閲覧者からの仕事の依頼もあります。

地球温暖化問題に取り組もうと考え、Excelを用いた地球温暖化計算のページを作成しました。

エクセルのソルバーを用いた最小作用の原理に基づく質点の軌道計算 
大発見、エクセルのソルバーで質点の軌道計算ができる。

                            

                      感想をお聞かせ下さい




Excelを用いた地球温暖化計算


 現状の二酸化炭素濃度を370ppmとしたときの濃度と大気温度変化のグラフ

地球温暖化による海面上昇計算  
 北極の氷がとけると海面は上昇する?地上の氷がすべてとけると海面は何m上昇する?海水温が1℃上昇すると水の熱膨張により海面は何m上昇する?大気温度が1℃上昇すると飽和水蒸気圧は上昇する。その結果、海水の蒸発により海面は何m下降する?

地球上の海水、氷、大気の熱容量計算
 海水、氷は大気と比較して暖めにくく冷めにくい。大気温度を数℃上昇させる程度の熱エネルギーにより、はたして海水温度が上昇し、氷がとけるのか?海水、氷、大気の熱エネルギー(熱容量)を計算し、比較検討する!

温室効果ガス(二酸化炭素、水蒸気)による熱放射の吸収率推定
 地球温暖化の原因といわれる温室効果ガスに関して、ステファン・ボルツマンの法則に基づき地表からの熱放射の吸収率を推定する。

二酸化炭素濃度(ppm)の増加に伴う大気温度変化の計算
 現在の二酸化炭素濃度(370ppm)が増加した場合、その放射吸収率の変化より、大気温度変化を推定する。



JR福知山線 脱線事故シミュレーション


2005年4月25日午前9時18分頃、JR福知山線のカーブで電車転覆脱線事故が発生し、100人以上の尊い命がうばわれた。

犠牲者のご冥福を心よりお祈り申し上げます。

事故が2度と起こらぬよう、力学的見地から、単純なモデルでのシミュレーションを行い、転覆原因の究明を試みた。


JR福知山線 脱線事故シミュレーション

生活と文化>事故>鉄道事故>JR福知山線衝突脱線事故
(Yahoo! Japan 掲載)






EXCELを用いた科学技術計算

科学技術計算の90%はEXCELで対応できます。

方程式の解法 連立方程式をEXCELで解いてみよう
連立方程式をEXCELのVBAで解いてみよう
エクセルのソルバーを用い連立方程式を解いてみよう 
非線形方程式をEXCELで解いてみよう(ニュートン・ラプソン法)
非線形方程式をエクセルで解いてみよう(2分法)
非線形方程式をエクセルで解いてみよう(EXCELのソルバー)
グラフ作成 EXCELでグラフを作ってみよう
エクセルの等高線機能を用い関数のコンター図を作成する
エクセルを用いた度数分布表とヒストグラム
極値問題 エクセルのソルバーを用い2次関数の最大値を求める
エクセルのソルバーを用いた線形計画法
エクセルのソルバーを用いた最小作用の原理に基づく質点の軌道計算
最小2乗法 EXCELのソルバーを用いた最小2乗法(点列の近似関数を作ってみよう) 
(update) 制約条件付き最小2乗法 重み付き最小2乗法
エクセルを用いた最小2乗法(点列の近似関数を作ってみよう)
積分計算 エクセルを用いた数値積分
シンプソン公式を用いた正規分布関数の数値積分
エクセルを用いた数値積分(シンプソン公式)によるクロソイド曲線
台形公式による無限積分は計算精度が良い(エクセルを用いた数値積分)
テイラー展開による関数近似
エクセルを用いた漸近展開(漸近級数)とテイラー展開による関数近似計算
関数計算 エクセルを用いた指数関数・対数関数の計算
エクセルを用いたガンマ関数の計算
エクセルを用いたベータ関数の計算
波動解析 エクセルによる波の合成
エクセルを用いたフーリエ級数
エクセルを用いたフーリエ変換(FFT) 
エクセルを用いた複素数計算 
平面図形計算 エクセルによる2直線の交点計算
エクセルのソルバーを用いた2直線の交点計算
点から直線に垂線を下ろす
エクセルのソルバーを用い点から直線に垂線を下ろす
エクセルを用いた円と直線の交点計算
エクセルを用いた円と円の交点計算
点から円に接線を引く
エクセルを用いた2円の接線計算
エクセルのソルバーを用い3つ円に接する円(3接円)を求める
エクセルを用いた三角形の面積計算
多角形(ポリゴン)の面積計算
マトリックスを用いた座標回転
立体図形計算 エクセルを用いた3次元空間上の三角形の面積計算
エクセルを用いたベクトルの外積計算 
エクセルを用い空間の3点を含む平面の方程式を求める
エクセルを用い空間の直線と平面の交点を求める 
確率・統計計算 エクセルを用い平均値と標準偏差から偏差値を計算する
エクセルを用い相関係数と回帰直線を求める
エクセルを用いた移動平均の計算
エクセルを用いた順列・組合せ計算
エクセルを用いた二項分布の計算
エクセルを用いたポアソン分布の計算
エクセルを用いたガンマ分布の計算
エクセルを用いたカイ2乗分布の計算
エクセルを用いたF分布の計算
モンテカルロシミュレーションによるランダムウォーク
エクセルを用いた標準正規分布に従う乱数(正規乱数)の発生
コンピュータ技術 エクセルを用いた並び替え(SORT)
補間法 ラグランジェの補間法
微分計算 エクセルを用いたルンゲクッタ法
ルンゲクッタ法を用いた単振り子
エクセルを用いたルンゲクッタ法による多質点系モデルの振動解析
エクセルを用いたルンゲクッタフェールベルグ法によるクロソイド曲線(緩和曲線)
ルンゲクッタフェールベルグ法により電気回路方程式を解く
Excelを用いてラグランジュポイントにおける物体の運動方程式を解く
(決して宇宙人には教えないで下さい)
エクセルを用いた金融・証券のためのブラック・ショールズ偏微分方程式の計算
一般の計算 エクセルを用いた金利計算
エクセルを用いた標準体重計算(BMI) 


Runge-Kutta-Fehlberg法


 新潟大学工学部化学システム工学科からの依頼により、エクセルを用いたRunge-Kutta-Fehlberg法を製作しました。Runge-Kutta-Fehlberg法は誤差をチェックし、時間刻み幅を変更しながら計算するため、通常のルンゲクッタ法と比較して非常に精度が良い方法です。通常のルンゲクッタ法では発散してしまう温度境界層問題も解けます。Runge-Kutta-Fehlberg法によるVBAは化学工学(反応速度式などに適応)のみならず機械工学にもたいへん有用と思われます。この常微分方程式解法シート(ITOシート)は新潟大学の化学工学資料のページからダウンロードできます。

参考 : 化学工学資料のページ   Excelで気軽に化学工学

エクセルを用いたルンゲクッタ法による多質点系バネマスモデルの振動解析

上記振動解析において、4次のルンゲクッタ法とRunge-Kutta-Fehlberg法を比較しました。Runge-Kutta-Fehlberg法はエネルギー保存則(運動エネルギー+バネのエネルギー)を満たしており、ひじょうに精度の良い解法であることがわかる。また4次のルンゲクッタ法より精度が良いにもかかわらずその演算時間が格段に小さく、性能が優れていることが解る。

エクセルを用いたルンゲクッタフェールベルグ法によるクロソイド曲線(緩和曲線)

計算が難しいといわれているクロソイド曲線も容易に算出できる。

ルンゲクッタフェールベルグ法により電気回路方程式を解く

電気回路にも適用できる。

Excelを用いてラグランジュポイントにおける物体の運動方程式を解く
(決して宇宙人には教えないで下さい)


ラグランジェポイントでは物体は奇妙な運動を行う。



EXCELを用いた構造力学(材料力学)計算

梁の曲げモーメント
梁の応力と断面性能(断面積、断面2次モーメント)
梁に作用する軸力と伸び量とヤング率の関係(フックの法則) (new)
エクセルを用いた集中荷重を受ける梁のたわみ計算 (new)
エクセルを用いた分布荷重を受ける梁のたわみ計算 (new)
エクセルのソルバーを用いた鉄筋コンクリート断面の応力計算 (new)
断面弾性主軸と断面2次モーメント、断面相乗モーメントの関係 (new)
EXCELのソルバーを用いた幾何学非線形解析


エクセルのソルバーを用いた科学技術計算

エクセルのソルバーを用いた最小作用の原理に基づく質点の軌道計算 
大発見、エクセルのソルバーで質点の軌道計算ができる。


 質点の軌道に関する理論解と適当に設定した軌道


 ソルバーにより適当に設定した軌道が理論解と一致


技術者のための有限会社設立方法

技術者は会社設立などの事務手続きが苦手です。自分の経験をふまえ、技術者のための有限会社設立
方法をここで説明します。
自分で有限会社設立登記を行えば、良い社会勉強となります。




最新更新日 2008年6月25日

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