解析する上でシミュレーションとnumenical method(数値解析)の違いと利点を教えてください。

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A 回答 (1件)

通常シミュレーションは、ある現象を説明するために考えられうるモデルを作り、


コンピューター等で擬似実験することを言います。
そして、あなたが言っている数値解析とは、何かすでに確立された理論があり、
実験を解析するに当たり、実測値をフィッティングなどをすることにより
その理論を適用できるかを調べることだと思います。

この2つであると思って話を進めます。

数値解析
 確立された理論が適用できるかを議論するので、適用できて何か別の物理量を
 予測する場合、他の人が疑問を挟む余地が少ない。
 しかし、理論が適用できないような場合、とんでもない予測をすることになる。
 確率によって議論するような場合、難しい。

シミュレーション
 簡単なモデルができた場合、説明がしやすい。
 しかし、あくまでもモデルであるために、そのモデルが一般的であるのか、
 それとも今問題にしていることのみを説明できるのか考える必要がある。
 また、なぜそのモデルで説明できるのか確固たる物理的説明が必要となる。
 どうしても正しいことを証明しようとしているので、自分の主観が入りやすい。
 しかし、確立された理論がない、あるいは条件が複雑、多いために理論そのままでは
 解析できないような場合有効な手段である。

これはあくまでも、私の考えです。
異なった考えもあるかもしれません。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。今、自分のやっている研究は理論をモデルに当てはめてやっているシミュレーション解析なのでシミュレーション解析のことはわかるのですが数値解析についてはその手段がよくわからず質問させていただきました。友達が大学院の面接でそのことについて聞かれており、つい疑問をもってしまいました。シミュレーションについての考えは同感です。確かに自分の主観が入りやすいです。

お礼日時:2001/07/24 18:25

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Qシュミレーション?シミュレーション?

「シュミレーション」と「シミュレーション」ってどっちが正しい言葉なんですか?

Aベストアンサー

シミュレーション(Simulation)が正しい言葉です。

Qスペクトル解析と周波数解析の違い

今までどちらも同じ意味だと思っていたのですが、スペクトル解析と周波数解析は何が違うのでしょうか?
また、フーリエ変換によってスペクトル密度を求めるのはスペクトル解析とは言わないのですか?

Aベストアンサー

当方では「建築関連の研究所」

複数の変動成分が混在しているデータの解析時には,周波数解析を用いています.

周波数解析として最も一般的なものはFFT (高速フーリエ変換 : Fast Fourier Transform) ですが,FFTは定常性と線形性を仮定している為,生体信号の様な非定常で非線形なデータの解析にはその他の解析手法の方が適している場合もある様ですが。

FFTもスペクトラムアナライザも周波数分析ができるという点に付いては同じと解釈しています。

しかし,FFTは離散データに対して,数学的処理を加えるのに対し、スペアナはあくまで電子回路によって信号を分析しますので、解析原理はかなり異なるようですが。

私は、フーリエ変換の理論は基本的にスペクトラムの解析になると思います。

実務的には。低い信号「質量に加わる外力の成分分布」を試験体に加える場合。
センサーの設置と認識感度と細分子誤差の問題もありますが、おおむね。
FFTの原理の方を採用しています。

ところで、ご質問は、同一時間帯に存在した、外力Pに対して、Pの成分密度を調べるに付いての検出方法とか理論面のご質問だと思いますが。
この部分については、実験実務者の私より、論理のご専門家に、ご回答を聞かれる方が良いと思います。

当方では「建築関連の研究所」

複数の変動成分が混在しているデータの解析時には,周波数解析を用いています.

周波数解析として最も一般的なものはFFT (高速フーリエ変換 : Fast Fourier Transform) ですが,FFTは定常性と線形性を仮定している為,生体信号の様な非定常で非線形なデータの解析にはその他の解析手法の方が適している場合もある様ですが。

FFTもスペクトラムアナライザも周波数分析ができるという点に付いては同じと解釈しています。

しかし,FFTは離散データに対して,数学的処理を加...続きを読む

Qシミュレーションとシュミレーション

お馬鹿な質問でゴメンナサイ。

表題の通りなんですがこの二つ、もちろんどっちが正しいかは理解してます。
が、普段この言葉を使うとき、皆さんはどちらを使いますか?ふっと疑問になりました。

私はもちろん「シュミレーション」を使います。

Aベストアンサー

アメリカに35年ほど住んでいる者です。

余談として聞いてくださいね.

まず、この単語について。 私も、日本に行くとき、シュミレーションいう人にあったことが何回もあります. 別に、違和感を感じなかったと言うのが本音です. 多分、早く発音していたのかもしれませんし、アメリカでの、違った発音する人に対して気難しく感じないからかもしれません.

余談の余談ですが、IMEで「しゅみれーしょん」と入力すると、ちゃんと、かたかなで出てきますね。 <g>

余談の余談のまた、余談です. <g> 柔術と言う言葉、知っていますよね. これって、Jujutsuと書いていたのが、今では、Jujitsuとも書くようになりました。 つまり、JujutsuでもJujitsuでも、アメリカではOK,と言う事です. Jujitsuと書いた時「じゅうじつ」であり、「じゅ」を2回発音しません.

少し、違った視点から書かせてもらいました.

これでいいでしょうか。 分からない点がありましたら、補足質問してください。

Q井戸型ポテンシャルの数値解シミュレーション

井戸型ポテンシャルの数値解を「オイラー・クロマー法」を用いてシミュレーションで表す場合、どのようなプログラムにすれば良いのでしょうか?井戸の深さや幅をこちらで任意な数値を代入して、基底状態などにおける固有値や波動関数をグラフに表したいのです。
プログラムに関しては全くの初心者なのでどなたか具体的に教えてもらえれば幸いです。言語はC、グラフィクスの処理はPGPLOTのようなものは使用しないで、単純に結果をエクセルへ出力して求めたいです。

Aベストアンサー

913さん、こんにちは。私はExcelは詳しくないのですが、次の二つが考えられると思います。
(1)他のCの処理系で計算し、計算結果をテキストのファイルにしてExcelに読み込ませる。
(2)ExcelのVBAを使う。
ここではExcel 2001で(2)を実行する方法を書きます。Excelではプログラムをワークシートから呼び出すユーザ定義関数として実行できます。
(1)Excelのメニューバーからツール→マクロ→Visual Basic Editionを選択。
(2)プロジェクトの画面から関数を入れたいsheetの番号を選択。
(3)モジュールシートが表示されるのでソースコードをVisual Basicで記述。
(4)メニューバーからデバッグ→マクロ→VBAプロジェクトコンパイルを選択し、デバッグする。
(5)ファイルメニューで保存した後、終了してMicrosoft Excelへ戻る。
(6)関数に渡したいデータを適当なセルに入れる。
(7)計算結果を入れたいセルに移る。
(8)ツールバーの「関数のペースト」ボタン(fx)をクリック。
(9)ダイアログボックスの「分類」リストボックスで「ユーザ定義」、関数名ボックスで使用したい関数を選択して「OK」をクリック。
(10)関数の引数に渡したい数字の入っているセルを指定して「OK」をクリック
です。詳細はExcel VBAの解説書を御覧下さい(Excelの入門書には書いてありません)。

913さん、こんにちは。私はExcelは詳しくないのですが、次の二つが考えられると思います。
(1)他のCの処理系で計算し、計算結果をテキストのファイルにしてExcelに読み込ませる。
(2)ExcelのVBAを使う。
ここではExcel 2001で(2)を実行する方法を書きます。Excelではプログラムをワークシートから呼び出すユーザ定義関数として実行できます。
(1)Excelのメニューバーからツール→マクロ→Visual Basic Editionを選択。
(2)プロジェクトの画面から関数を入れたいsheetの番号を選択。
(3)モジュールシートが表示...続きを読む

Qシュミレーション

そのまんまです。
シュミレーション?シミュレーション?
英語からするとシミュレーションっぽいんだけど、人の言葉から聞くとシュミレーションって聞くし。
どっちの読みが正しいのでしょうか?

Aベストアンサー

シミュレーションは広辞苑にも採用されるほどの外来語ですが、普及すればするほどシュミレーションと発音する人が増える性格の単語です。なぜなら日本語の音にシュ(種,朱、主、酒など)の音はあってもシミュはないからです。我々は外来語としてのシュミレーションという新しい単語が出来上がる過程に立ち会っているのです。恐らく100-200年後の日本人はシュミレーションとして受けいれると思います。

このような例はたくさんあります。
古くはポルトガル語起源のパン(食べ物)、ジュバン(下着)などのンの音は日本語化されています。スターや歌手の写真をさすプロマイドは本来のBがPに変わっています。このように外国語が取り入れられるとき、自国語にない音や発音しにくい音は時とともに変わって行きます。中国のある時代のある地方の発音に起源をもつ日本の呼び名はヨーロッパに伝わり、ヤパン、ハポン、ジャポン、ジャパンなどと勝手に変えられています。

従って日常用語としての外来語と語学として捉える外来語は区別すべきだと思います。いちいち発音を訂正していてはスムーズ(スムース?)な会話(日本語の)は出来なくなります。

シミュレーションは広辞苑にも採用されるほどの外来語ですが、普及すればするほどシュミレーションと発音する人が増える性格の単語です。なぜなら日本語の音にシュ(種,朱、主、酒など)の音はあってもシミュはないからです。我々は外来語としてのシュミレーションという新しい単語が出来上がる過程に立ち会っているのです。恐らく100-200年後の日本人はシュミレーションとして受けいれると思います。

このような例はたくさんあります。
古くはポルトガル語起源のパン(食べ物)、ジュバン(下着)などのンの...続きを読む

Q数値シミュレーションの勉強に役立つ文献

数値シミュレーションの勉強に役立つ文献を教えてください。

数値シミュレーションを勉強したいと考えています。
 ※ここでいう数値シミュレーションは
   ・Flow3D
   ・CAE
  といった、既存のソフトを使用するものではなく、
  C言語などを用いて実際に自分でプログラムをくむことを言っています。
  伝わりますかね。


実際にシミュレーションを組む流れは
 1:支配方程式を導き
 2:数学的な計算方法を盛り込む(ex ルンゲクッタ)
といったものという認識でいます。

上記らを体系的に学びたいと考えています。
それに必要な文献や資料を、ご教授願います。ⵁ

Aベストアンサー

>伝わりますかね。

 たぶん伝わってると思います。昔は簡単な事をするFEMソフトもなかったので、みんな自分で自作したものです。

 CAEソフトは、大別して4種類に分けられる気がします。

  ※CAEは、個々の解析ソフトを指す言葉ではありません。でも言いたい事はわかります。

  (1)有限要素法関連
  (2)境界要素法関連
  (3)差分法関連
  (4)個別要素法,粒状態コードと言われるもの,離散化極限解析,不連続変形法など

 (1)については何といっても「有限要素法ハンドブック,陪風館」があります。(2)については、「境界要素法の基礎,境界要素法研究会」などがあります。これらは現在、絶版かも知れませんが、本気ならアマゾンなどで探してみて下さい。また大学の図書館には、必ずあるはずです。

 (3)差分法については、あまり知らないのですよ。あまりやった事がないので。

 で(1),(2)だけだと、次の分野が抜け落ちる可能性があります。

  ・流体力学および電磁気学.

 例えば電磁気学では、シンプレテクィック形式に基づいた差分法が現在は、主流のようです。また流体力学は、粘性を考慮するととんでもなく計算が難しいので、(1)~(3)を全て併用してるみたいです。

 (4)は、(1)(2)の現代的発展です。

 こんなところでどうでしょうか?。


※追伸

 造船工学における無限遠境界の扱いなどは、境界要素法の独壇場で非常に面白かったです。ところが局所的定式化を行う差分法なんかにも、妥当と言わざる得ない方法があったりするんです。この辺りは、数値解析理論の深さだと思います。

 数値計算だからといって、馬鹿にするなかれ・・・(^^;)。

>伝わりますかね。

 たぶん伝わってると思います。昔は簡単な事をするFEMソフトもなかったので、みんな自分で自作したものです。

 CAEソフトは、大別して4種類に分けられる気がします。

  ※CAEは、個々の解析ソフトを指す言葉ではありません。でも言いたい事はわかります。

  (1)有限要素法関連
  (2)境界要素法関連
  (3)差分法関連
  (4)個別要素法,粒状態コードと言われるもの,離散化極限解析,不連続変形法など

 (1)については何といっても「有限要素法ハンドブック,陪風館」があります...続きを読む

Q戦略シミュレーションゲーム

戦略シミュレーションゲーム

SDガンダムGジェネレーションWARS見たいな戦略シュミレーションゲーム探してます

よかったら教えてください

Aベストアンサー

Gジェネシリーズは戦術シミュレーションに分類されるゲームだと思います。
下のリンクのwikipediaに代表的な作品が挙げられています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A6%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%82%B7%E3%83%9F%E3%83%A5%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E3%82%B2%E3%83%BC%E3%83%A0#.E3.82.B3.E3.83.B3.E3.83.94.E3.83.A5.E3.83.BC.E3.82.BF.E3.83.BC.E3.82.B2.E3.83.BC.E3.83.A0

Qスイッチング回路 手計算とシミュレーションの違い

添付画像のようなスイッチング回路を解析しております。

 FETがONになったとき、コンデンサC1を充電するために、750/R1=8.93[A] 程度の突入電流が流れそうなのですが、コンピュータによるシミュレーションでは2Aしか流れていませんでした。
これは、FETがなだらかに開いてるからだと思うのですが、データシートを見ると、遅延時間は55.7[ns]程度ですし、
R1とC1の時定数は、R1×C1=84[ns]なので、最低でも8.93×exp(-55.7/84)=4.6[A] 程度は流れそうな気がします。

 しかし、シミュレーション結果ですとFETはデータシートよりも10倍程度遅く開いているようで、
実際に作った回路でもシミュレーション結果に近い結果が得られております。

 これは、手計算では解析する事は不可能なのでしょうか。。正直シミュレーションだけだと結果は分っても納得ができません。
FETに印加する電圧や電流によってスイッチング速度が変化したりするのでしょうか。

ご存知の方宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

このFET(STW9N150)のデータシートからはVGSは10V印加が必要です。
takuanさんは6Vしか加えていませんので、ゲート容量を充電するのに
十分な電荷が供給できていないためにドレイン電流が十分流ない(2A程度)
状態になっているようです。Gate charge vs gate-source voltage特性を
見てもVGSは10V程度は必要と考えられます。シミュレーションでもVGSを
6VではIDs=2A程度ですが、VGSを10にすればIDS=7.2A程度は流すこと
出来るのを確認できます。

Qシュミレーション

 最近非常に気になるのですが、現実の問題を机上やコンピュータ上で架空に行なってみることを、「シュミレーション」と発音する人が多いようです。テレビのアナウンサーですら「シュミレーション」を連発しています。これはもちろん「シミュレーション」ですよね。
 ところが、ここまで多いと「シュミレーション」が市民権をすでに得てしまっているのではないか…と心配になってしまいます。
 例えば「テレビ」は英語としては通じませんが、だからといって「テレビジョン」が正しい、そう言え! と言ってもそれは通用しません。「テレビ」は完全に日本語として定着しているからです。
 同じように、「シュミレーション」ももう完全に日本語なのでしょうか…。

Aベストアンサー

話し言葉で「シュミレーション」と発音する人がいくら増えても、書き言葉(新聞/雑誌/書籍等)では依然として「シミュレーション」と正しく表記されていますよね。
書き言葉が変わらない限り、容易に市民権を得ることはないと思いますが、どうでしょうか。
逆に言えば、話し言葉で「シュミレーション」と言ってしまうのは、それが正しいと信じているから、というより、その方が言い易いからつい無意識にくずしている人が多いのではないかと思います。
(日本人にとって「ミュ」というのはかなり発音しづらいので)

Q電磁界理論の数値解析について

僕は今FDTD法を使って微小開口を持つ金属平板に連続平面波を入射して開口付近の電磁界解析を行っているのですが現在その解析で「実数」を用いて行っています.連続波を用いているので当然ある一定の振舞いになった時,入射電界の1周期で平均をとる(実効値を求める)必要があります.
そこで「複素数」を用いればそのようなことをしなくてもいいそうなのですがそれはどうしてなのかわかりません.
複素数を用いる利点については電気回路のところで回路方程式において微分がjwの掛け算となり積分がjwの割り算になり単なる代数方程式になり計算が容易となることぐらいしかわかりません.どなたか是非何卒回答の方お願い致します!

Aベストアンサー

ちょっと(かなり?)説明不足でした。
Aexp(j(wt+φ))=Aexp(jφ)exp(jwt) で、各部の電磁界(を表現する式)にはexp(jwt)が共通で出てきます。そこで、各式からexp(jwt)を共通項として消去することができ、時間を含まないAとφの関係式にすることができます。
結果、数値計算ではAとφだけを計算すればいい(単に、平衡条件で解けば良く、時間発展を解く必要が無い)ということになります。

実効値の算定
|exp(j(wt+φ))|=1ですから、単にA(の係数倍)になりますね。

実数と複素数(exp(jwt))の対応
対応方法には何種類かあるかと思います。(一番単純なのは、実数解にA exp(j(wt+φ))の実部を対応させる方法でしょうか。)対応のつけ方で、実効値を計算するときにAにかかる係数が変わってきます。(単に相対値を見るだけなら、Aをそのままつかっても良いかと)

数値計算法
大きく分けると、
1. 時間を含んだ微分方程式をt=0から解く方法
2. 時間を含んだ方程式で、周期性を利用して解く方法
3. 上記方法で関係式からtを消去して、単純な平衡解を計算する方法
になるかと思います。
それぞれ長所短所ありますが、線形系、定常解なら、3の方法が楽かと思います。
実際の計算方法、詳細は、、、数値解析の書籍を見ていただくのがよろしいかと。(ちょっと説明するには私では力不足、、)
1.は通常の初期値問題
2.は境界値問題(の一種)
ですので、このあたりをキーワードにされては如何かと。

ちょっと(かなり?)説明不足でした。
Aexp(j(wt+φ))=Aexp(jφ)exp(jwt) で、各部の電磁界(を表現する式)にはexp(jwt)が共通で出てきます。そこで、各式からexp(jwt)を共通項として消去することができ、時間を含まないAとφの関係式にすることができます。
結果、数値計算ではAとφだけを計算すればいい(単に、平衡条件で解けば良く、時間発展を解く必要が無い)ということになります。

実効値の算定
|exp(j(wt+φ))|=1ですから、単にA(の係数倍)になりますね。

実数と複素数(exp(jwt))の対応
対応方...続きを読む


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