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C言語は、1972年にAT&Tベル研究所の、デニス・リッチーが主体となって作成したプログラミング言語です。 B言語の後継言語として開発されたことからC言語と命名。そのため、表記法などはB言語やALGOLに近いとされています。 Cの拡張版であるC++言語とともに、現在世界中でもっとも普及されているプログラミング言語です。

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【添削のお願い】オイラー法によるシミュレーション

OHASI

総合スコア96

C

C言語は、1972年にAT&Tベル研究所の、デニス・リッチーが主体となって作成したプログラミング言語です。 B言語の後継言語として開発されたことからC言語と命名。そのため、表記法などはB言語やALGOLに近いとされています。 Cの拡張版であるC++言語とともに、現在世界中でもっとも普及されているプログラミング言語です。

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投稿2021/11/04 18:30

編集2021/11/05 04:14

###オイラー法によるシミュレーション
現在、オイラー法によるシミュレーションのコードを書いています。

その結果をエクセルでグラフ化してみました。(下の写真)

すると、周期を細かくしたら、グラフは内に入っていくはずなのですが、
下の画像では、外側にどんどん発散していく形になってしまいます。

どこが、間違っているのでしょうか?

###エクセルで作ったグラフの画像
グラフ

###問題
ばね定数kのばねの先についている質量mの物体には、
重力mgと、ばねの伸びyに比例したばねの復元力-ky
速度vに比例した抵抗力-Rv(Rは抵抗係数)が働いている。

【初期条件】
位置  y0 = 1
初速度 v0 = 0
周期 dt = 0.0137
m = 1
g = 9.8
k = 22
R = 1.2

###コード

c

1#include <stdio.h> 2 3int main(void){ 4 float v1, y1, yh, vh, c1, c2; 5 float v0=0; 6 float y0=1; 7 float k=22; 8 float m=1; 9 float R=1.2; 10 float dt=0.0137; 11 float t=0; 12 int i=0; 13 14 c1 = k/m; 15 c2 = R/m; 16 17 while(i<300){ 18 printf("i回目 = %d\n", i); 19 printf("t = %f\n", t); 20 printf("v0 = %f\n", v0); 21 printf("y0 = %f\n", y0); 22 printf("\n"); 23 24 //仮半数先 25 yh = y0 + v0 * 0.5 * dt; 26 vh = v0 + (-c1*y0 -c2*v0) * 0.5 * dt; 27 v1 = v0 + (-c1*yh -c2*vh) * dt; 28 y1 = y0 + vh * dt; 29 30 v0 = v1; 31 y0 = y1; 32 i++; 33 t = i * dt; 34 } 35} 36

以上、よろしくお願いいたします。

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OHASI

2021/11/05 04:04

ご指摘ありがとうございます。
fana

2021/11/05 04:39 編集

> すると、周期を細かくしたら、グラフは内に入っていくはずなのですが、 > 下の画像では、外側にどんどん発散していく形になってしまいます。 「内」とか「外」とか言われてもどういう意味なのかわかりません. (3つのグラフは単に横軸方向のスケールが異なるだけにしか見えません.  横軸が 時刻t ではなく,演算の回数i相当の何か(?) になってませんか?)
fana

2021/11/05 04:26 編集

少なくとも青とオレンジで描画されたグラフを見るに振幅は減少していっているので > 速度vに比例した抵抗力-Rv の効果に依ると思われるエネルギーの減少が起きている(=「発散」はしていない)ように見えます.
fana

2021/11/05 04:36

あと, > g = 9.8 コレ使われてないように見えますが…?
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