Pythonによる有限要素法 実装ノート

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内容紹介

本書は数値解析手法のひとつである有限要素法をPythonによって実装するための方法の解説書です。

具体的にはPythonを使って、有限要素法のメッシュ作成やソルバ実行や結果の可視化が、ライブラリを使ってできることを目指します。ただし、Pythonの基礎知識や有限要素法の理論の基礎は本書では扱いません。

本書では次のような人を対象としています。

・Pythonでデータ分析をしていて、Pythonによる有限要素法の実装について興味がある人
・上記についてフルスクラッチではなく、あくまでライブラリを使いこなしたい人
・有限要素法の入門書を読んだ人(まったくの初心者は対象外です)
・NumpyやMatplotlibのように、Pythonicに有限要素法解析と可視化をしたい人

書誌情報

• 著者: 小山 哲央
• 発行日: 2022-02-25 (紙書籍版発行日: 2022-02-25)
• 最終更新日: 2022-02-25
• バージョン: 1.0.0
• ページ数: 56ページ(PDF版換算)
• 対応フォーマット: PDF, EPUB
• 出版社: インプレス NextPublishing

対象読者

数値解析,Python,有限要素法,可視化,技術書典,同人誌に興味がある人

著者について

小山 哲央

1987年生まれ、茨城県出身。サークル「GetFEM++」代表。FEA(Finite Element Analysis)とPythonに興味を持つ。FEAソフトの開発と受託解析を行いながら、OSS活動でGetFEMとPyVistaへのコントリビュートと発信を行う。オープンCAE勉強会＠関東（構造など）管理者。PyConJP2019/PyConJP2020 Speaker。ScipyJapan2020 Program Chair/Speaker。

目次

はじめに

• 本書の目的
• 本書の対象読者
• 前提とする知識
• 問い合わせ先
• 謝辞
• 表記関係について

第1章　環境構築

• 1.1　Binderの起動

第2章　1次元解析

• 2.1　ばねモデル
• 2.2　用語の説明
• 2.3　GetFEMの特徴
• 2.4　GetFEMの実行手順
• 2.5　解のエクスポート
• 2.6　検証
• 2.7　PyVistaによる可視化

第3章　2次元解析

• 3.1　集中荷重を受けるはりのたわみ解析
• 3.2　モデルの定義
• 3.3　結果の可視化
• 3.4　検証

第4章　3次元解析

• 4.1　はりの固有値解析
• 4.2　モデルの定義
• 4.3　解のエクスポート
• 4.4　結果の可視化
• 4.5　検証
• 4.6　scipyによる疎行列固有値解析

第5章　振動解析

• 5.1　1自由度系の振動解析
• 5.2　Newmark-β法の追加
• 5.3　行列の定義
• 5.4　時間積分

付録A　ローカルでの環境構築方法

• A.1　GetFEMとPyVistaのインストール
• A.2　インポートの確認

あとがき