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書籍詳細

  シミュレーション辞典

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発行年月日:2012/02/27 , 判 型: A5,  ページ数:452頁   

ISBN:978-4-339-02458-6,  定 価:9,720円 (本体9,000円+税)

シミュレーションの内容を共通基礎,電気・電子,機械,環境,生命,社会,可視化,通信の八つに区分し,シミュレーションの学理と技術に関する広範囲の内容について,1ページを1項目として約380項目をまとめた。

【目次】

【本辞典で取り上げている項目】
関数解析 ソボレフ空間 微分方程式 フーリエ解析 数値線形代数 最適化 統計 統計的学習機械 数値計算と浮動小数点演算 ベクトルと行列のノルム 精度保証付き数値計算 連立一次方程式 行列の固有値問題 非線形方程式 補間と直交多項式系 数値積分 常微分方程式の初期値問題 有限差分法 境界要素法 有限要素法 CIP法 原子炉物理 核物理 プラズマ物理  放射線輸送 量
【本辞典で取り上げている項目】
関数解析 ソボレフ空間 微分方程式 フーリエ解析 数値線形代数 最適化 統計 統計的学習機械 数値計算と浮動小数点演算 ベクトルと行列のノルム 精度保証付き数値計算 連立一次方程式 行列の固有値問題 非線形方程式 補間と直交多項式系 数値積分 常微分方程式の初期値問題 有限差分法 境界要素法 有限要素法 CIP法 原子炉物理 核物理 プラズマ物理  放射線輸送 量子色力学 分子軌道法 密度汎関数法 太陽風 計測原理 計測技術 メカトロとデジタル制御 線形モデル 安定性 リアプノフ安定 最適レギュレータ オブザーバ カルマンフィルタ LMI設計 スカラ超並列計算機 ベクトル並列計算機 専用計算機 PCクラスタ GPGPU 複合システム グリッドコンピューティング クラウドコンピューティング データストレージ 声道問題 音声合成 聴覚 有限要素法による音場シミュレーション FDTD法による音場シミュレーション 楽器 伝達線路行列法の波面合成法への応用 音場の可視化と音源の同定 電子励起エネルギーの計算手法 非断熱動力学 統計的手法による分子動力学計算 誘電体 GaN中不純物 磁性半導体 SiC粒界構造 オーダーN法 電気伝導 光触媒設計 リチウムイオン電池 燃料電池 電気化学反応計算手法 高強度レーザーと物質との相互作用 磁気構造 電磁界の離散化 静磁界解析 うず電流解析 誘電体導波路解析 光ファイバー解析 アンテナ解析 EMC解析 モータ解析 超電導解析 磁気ヘッド解析 磁性材料モデリング 電磁力計算 高速多重極法 マルチグリッド法 ロジックシミュレーション タイミングシミュレーション 回路シミュレーション 半導体デバイスシミュレーション 半導体プロセスシミュレーション トラフィック解析 ルーティング解析 インターネットプロトコル ネットワーク制御  光ネットワーク QoS/QoE評価 ネットワークサービス ネットワーク測定 災害時のネットワーク ネットワークシミュレーション 携帯電話システム 衛星回線 マイクロ・ミリ波無線システム 光無線ネットワーク アドホックネットワーク メッシュネットワーク コグニティブ無線技術 無線LAN P2P 車々間通信 誤り訂正 変復調方式 アクセス制御 非線形構造解析 連続体損傷力学 破壊力学 ナノ・マイクロメカニックス 動的応答 構造最適設計 複合材料 スマート構造材料 塑性加工 機械加工 油圧システム 空気圧システム 流体シミュレーション 粘弾性流体の流動 自由表面のある流体の流れ 乱流燃焼現象 スポーツ工学 人体モデル 振動モード 受動型動吸振器 吸音・制振構造 マルチボディダイナミクス 回転系安定性,軸・軸受・構造連成モデル 大規模構造・複合領域 能動音響制御 能動振動制御 統計的エネルギー解析法(SEA) 加工システム(切削・プレス・溶接等) デジタル開発 製造ラインシミュレーション 機械要素 トライボロジー 機構学(機械設計) 移動ロボット 歩行ロボット ロボットマニピュレータ 視覚情報処理 位置決め制御 感性工学 癒し工学 感度を使った最適化 応答曲面法による最適化 デザイン科学 構造工学シミュレーション 計算力学(流体) 計算(バイオ) 計算力学(ナノテクノロジー) リバースエンジニアリング 設計工学 ロバスト設計 シンキングCAE 折紙工学 協調工学 宇宙機の熱・構造問題 宇宙機の流体問題 宇宙機の運動 宇宙往還機の飛行 航空機の構造問題 航空機の流体問題 航空機の飛行 鉄道の構造問題鉄道の空力問題 超電導浮上式鉄道 自動車の構造問題 自動車の流体問題 自動車の騒音 気象予測 地下環境 地球観測技術 微気象都市気候 沿岸環境 湖沼環境 河川環境 大気汚染物質の輸送 粒子飛散現象 海洋大循環 流体騒音 沿岸海流 気候変動 地球温暖化 地震災害 水害・洪水災害 津波災害 火災災害 雷災害 高潮災害 雪氷災害 火山噴火災害 土砂災害 核融合 原子力発電 火力発電 電力系統解析手法 電力系統制御・シミュレータ 送変電機器 都市ガス製造 都市ガス供給 都市ガス利用機器 省エネルギー技術 ビルのエネルギー消費量予測計算 自然エネルギー利用 交通シミュレーション 土木構造物 分子コンピューティング ホメオスタシス ブレインマシーンインターフェイス ニューロンの数理モデル 配列解析 プロテオミクス 遺伝子組み換え ブレインコンピューティング シナプス可塑性 生体力学 1分子粒度細胞シミュレーション シグナル伝達 細胞シミュレーション 代謝生化学シミュレーション 生体分子ネットワーク 人工股関節用金属材料の加工法 医療用材料のMRIアーチファクト 骨リモデリングシミュレーション 仮想心臓シミュレーション システム創薬科学 ソフトマテリアル・シミュレーション 生命体統合シミュレーション 生体とバイオマテリアルの力学シミュレーション 筋肉の特性 脳波 脳磁図 神経-血管相互作用 生体組織の光学特性 磁気共鳴イメージング 脳機能MRI レーザー治療 電気インピーダンストモグラフィー 光コヒーレンストモグラフィー 蛍光トモグラフィー 近赤外分光法 衝撃を受ける人体の挙動 義足歩行 車いす駆動 電動車いすシミュレータ 機能的電気刺激による動作 障がい者・高齢者疑似体験機器 聴覚障害者のためのコミュニケーション支援システム 歩行リハビリテーションロボット ローイング動作を用いたリハビリテーション ヒューマンモデル  情報処理モデル 状態遷移モデル 認知アーキテクチャ マクロ認知 知識モデル・知識表現 コミュニケーションモデル チーム・集団モデル 人間機械系 分散認知 認知特性 ヒューマンエラー ニューラルネットワーク 防災シミュレーション 社会システムシミュレーション エージェントシミュレーションツール システムダイナミクス 社会シミュレーションの大規模化 組織シミュレーション 社会ネットワーク 歩行者流 ビジネスシミュレーション 感染症シミュレーション 物流シミュレーション 軍事シミュレーション 歴史シミュレーション・計算考古学 人工市場 経済データ分析における機械学習 複雑系経済学 経済物理 高頻度経済データ マーケティングサイエンス オークション 自動売買 非線形経済動学 排出権取引市場 実験経済学 サービス工学 経済ネットワーク 生産管理 工程シミュレーション 需給シミュレーション 生産計画 設備管理 物流マネジメント 信頼性評価 動的システム評価 海難事故リスク評価 自動車事故リスク評価 航空事故リスク評価 鉄道事故リスク評価 原子炉事故時の放射性物質拡散 コミュニケーション・トレーニング 統計教育シミュレーションツール 医療教育用シミュレータ 一次救命措置 二次救命措置 スキルスラボ OSCE 訓練支援用シミュレータ シミュレーション技術と社会 情報可視化 木構造データの情報可視化 ネットワークの情報可視化 多変量データの情報可視化 時系列データの情報可視化 情報可視化のユーザインタラクション 自然科学シミュレーションと情報可視化 社会科学シミュレーションと情報可視化 人間科学シミュレーションと情報可視化 ビジュアルデータマイニングとは? ビジュアルデータマイニングとビジュアルアナリティクス ビジュアルデータマイニングの基礎理論:統計処理 ビジュアルデータマイニングの基礎理論:機械学習 ビジュアルデータマイニングの基礎理論:位相解析 ビジュアルデータマイニングのための大規模データ管理 ビジュアルデータマイニングのためのディスプレイ技術 流体力学におけるビジュアルデータマイニング バイオインフォマティクスにおけるビジュアルデータマイニング 宇宙関連におけるビジュアルデータマイニング ボリューム可視化 ボリュームデータ ボリュームデータにおける特徴探索 スカラボリュームデータ向け可視化 ベクトルボリュームデータ向け可視化 テンソルボリュームデータ向け可視化 構造シミュレーションとボリューム可視化 流体シミュレーションとボリューム可視化 電磁界シミュレーションとボリューム可視化 医療シミュレーションとボリューム可視化 大規模ボリュームデータ向け可視化 バーチャルリアリティ 立体視 CAVE シミュレーションとバーチャルリアリティ・地球シミュレータ 拡張現実感 複合現実感 3次元音響 デジタルアーカイブ" 触感デバイス CAD/CAEにおけるバーチャルリアリティ モンテカルロ法の可視化応用 ニュートン力学の可視化応用 高次元シミュレーションと可視化 陰関数曲面法と可視化 オブジェクト指向プログラミング技術と可視化 遠隔視触覚協働環境 粒子画像速度計による速度分布可視化(PIV) ステレオPIV トモグラフィックPIV  高速度PIV  マイクロPIV レーザ誘起蛍光法による濃度分布可視化 感圧塗料/感温塗料による分布可視化 気泡影画像 光学的干渉法

【まえがき】より
 シミュレーションとは,物理的に異なったシステムで他のシステムの振る舞いを予測したり評価したりするという意味である。理工学のシステムにおいて,物理系は微分方程式で記述されるので,同じ方程式で記述される他の物理系でどのような現象が起きるかを観測して振る舞いを予測することが,多様な組み合わせで行われてきた。
 例えば,与えられた微分方程式に従う電気回路を作って現象を予測する仕組みはアナログコンピュータと呼ばれ,一分野を形成している。オペアンプの技術革新によって,アナログコンピュータは非常に容易に作成できるようにもなっている。また,自動車や航空機の設計ににおいて,巨大な扇風機によって風の流れを作り,その中に対象の形状モデルを置いて,その空気力学的な特性を調べる風洞実験もシミュレーションである。2 次元静電解を記述するラプラス方程式が2 次元の定常流をも記述することを利用して,目に見えない電界の形成を流体場によって可視化するのもシミュレーションである。さらに異なる種類のシミュレーションとしては,例えば多次元空間内の図形の体積を疑似乱数によって計算するというような,モンテカルロシミュレーションがある。矩形の中に円盤を書き,ダーツをたくさん投げて,円盤内に入った数と全投擲数の比をとると,その比は円盤の面積と矩形の面積の比に収束していくであろう。これから円周率π を求めるのがモンテカルロシミュレーションの原理である。1940 年代以前はこのようなシミュレーションが中心であったが,ディジタルコンピュータの発明以降は,物理現象を記述する方程式を差分法や有限要素法などによって離散化してコンピュータで解くことが広く行われるようになった。ムーアの法則に従うようなコンピュータの計算能力の指数関数的な向上に伴い,シミュレーションはディジタルコンピュータによる数値計算を指すことが最も多くなったといっても過言ではない。古典力学の方程式や量子力学系の方程式など,さまざまな物理系のディジタルコンピュータシミュレーションが行われるようになっている。そのために,特定の分野に特化した優れたシミュレーションソフトウェア(シミュレータとも呼ばれる)が誕生し,分野ごとにデファクト標準と見なせるものが確立していることもある。シミュレータのユーザはシミュレートしたい対象をシミュレータに入力し,その計算結果を受け取る。この場合にシミュレータは一種のブラックボックスとなる。
 さらに,人間が要素として入る社会系も,シミュレーションの対象として近年は大きくクローズアップされてきている。経済シミュレーション,政治の決定過程の合理性を示すためのシミュレーション,避難時の人間行動のシミュレーションなど枚挙にいとまがない。ゲーム理論などが利用されることも日常茶飯事であるが,実際に人間がゲームを行って社会事象をシミュレートする時代にもなっている。
 また,ウェブ技術の進展によって,ツイッターなどを通じてリアルタイムに人々の声が聞こえるようになり,情報通信技術とシミュレーションをリンクさせることも可能となった。当然のことながら,シミュレーションの過程や結果を人々にわかりやすく可視化することも行われている。

 こうしてシミュレーションの関わる分野は非常に広範となり,その応用分野も広大となっている。医療や災害防止などへの活用も活発に行われている。また,物理実験の代わりとしてシミュレーションがそれを負担することも多くなった。
 本シミュレーション辞典は,本邦初のこの分野の中項目辞典として,以下のような趣旨で発刊するものである。
1. シミュレータのブラックボックス化に対処できるように,何をどのような原理でシミュレートしているかがわかることを目指す。そのため,数学と物理の基礎にまで立ち返って解説する。
2. 各中項目は1 ページとして,その項目の基礎的事項をまとめ,また必ず文献を挙げてその分野をさらに調べようとするときの道しるべとする。すなわち,1 ページという簡潔さをもってその項目の標準的な内容の提供を目指す。
3. 辞典であるので,五十音順に項目を並べるが,一方,各分野の導入解説として「分野・部門の手引き」を供し,ハンドブックとしての使用にも耐えうることを目指す。すなわち,その導入解説に記される項目をピックアップして読むことで,その分野の体系的な知識が身につくように配慮している。
4. 広範なシミュレーション分野を総合的に俯瞰することに注力している。どの分野を扱うかは「分野・部門の手引き」に譲るが,理工系から社会系,医学系,可視化などの分野に至る。シミュレーションの本質は,分野が異なっても同じ原理で現象を予測できることにある。広範な分野を総合的に俯瞰することによって,予想もしなかった分野へ読者を招待することも意図している。また,その相互の相似性にも感嘆の声を上げていただけるものと期待している。このような相互の相似性の認識が,真に創造的な次世代のシミュレーションの科学と技術を生むことを期待している。
 また,これは日本シミュレーション学会30 周年を記念し,学会の総力をあげて,この広大なシミュレーション分野の基礎を体系的に記述するものである。
編集委員長・大石 進一

【分野構成(主査・幹事)】
I.共通基礎(山崎  憲・奥田 洋司)
II.電気・電子(寒川  光・宮本 良之)
III.機械(萩原 一郎・小俣  透)
IV.環境・エネルギー(矢部 邦明・勝野  徹)
V.生命・医療・福祉(小野  治・岡田 英史)
VI.人間・社会(古田 一雄・和泉  潔)
VII.可視化(小山田耕二・岡本 孝司)
VIII.通信ネットワーク(佐藤 拓朗)

【受賞】

【おすすめ本】

在庫は時期によりまして変動することがございますので、ご了承ください。