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파이썬으로 미분방정식 수치해 구하기2025.11.171. scipy.integrate.solve_ivp scipy 라이브러리의 solve_ivp 함수를 이용한 미분방정식의 수치해 계산 방법. 초기값 문제(Initial Value Problem)를 해결하기 위해 주어진 포맷에 미분방정식과 초기조건을 입력하여 계산. 라이브러리를 활용하므로 복잡한 알고리즘 구현 없이 쉽게 접근 가능하며, 결과는 시간에 따른 농도 변화를 배열 형태로 반환. 그래프 시각화를 통해 결과의 경향을 확인하는 것이 중요. 2. Runge-Kutta 4차 방법 수치해석에서 일반적으로 사용되는 Runge-Kutta 4...2025.11.17
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CCR 계산기와 CCR 수치에 따른 항생제 용량 결정2025.05.121. CCR 계산법 CCR(크레아티닌 청소율)은 사구체 여과 기능을 나타내는 지표로, 남자의 경우 (140 - 나이) x 몸무게(kg) / 72 x Cr(mg/dL)로, 여자의 경우 (140 - 나이) x 몸무게(kg) / 72 x Cr(mg/dL) x 0.85로 계산할 수 있습니다. 2. CCR 정상 수치 CCR 정상 수치는 85~135 ml/min이며, 80 이하는 경증, 60 이하는 중증, 40 이하는 심한 중증으로 분류됩니다. 다만 의료기관에 따라 10~20 정도의 편차가 있으며, 노인의 경우 젊은층에 비해 CCR이 높게 나...2025.05.12
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CT사진을 이용한 폐 부피 추정(정적분의 수치계산법 활용)2025.01.141. CT 영상을 이용한 폐 부피 추정 CT 영상을 이용하여 폐 부피를 추정하는 방법에 대해 설명합니다. 흉부 CT 영상에서 폐의 외곽 좌표를 추출하고, 이를 바탕으로 정적분과 수치적 적분을 활용하여 폐 부피를 계산하는 과정을 다룹니다. 이러한 수학적 원리를 바탕으로 개발된 인공지능 소프트웨어에 대한 관심과 이해도 포함됩니다. 2. 정적분을 이용한 폐 면적 계산 CT 영상에서 추출한 폐의 외곽 좌표를 바탕으로 정적분을 활용하여 각 단면의 폐 면적을 계산하는 방법을 설명합니다. 이를 통해 폐의 부피를 수치적으로 적분하여 구하는 과정을...2025.01.14
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파이썬으로 공학계산 따라하기 IX - 2차미분방정식(라플라스변환, solve_ivp, RK4)2024.12.311. 2차 미분방정식 풀이 2차 이상의 미분방정식을 풀어내고 그래프화 하기 위해서는 계산 과정을 구성하여 일반해 및 수치해를 풀어내는 과정에서 반드시 일정 수준 이상의 수학적 지식을 필요로 합니다. 그러나 대부분의 공학 계산에서는 3차 이상의 미분방정식의 활용이 극히 드물고 2차까지의 미분방정식 정도가 대부분이기 때문에, 복잡한 수학적 지식의 습득에 많은 노력을 할애하기 보다는 간단한 패턴을 숙지하여 반복적으로 활용하는 편이 훨씬 유용합니다. 2. Runge-Kutta (4th order) 방법 Runge-Kutta (4th ord...2024.12.31
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파이썬으로 미분방정식 수치해 구하기 (odeint)2025.11.171. 미분방정식의 수치해 공학계산에서 일반해를 구하기 어려운 미분방정식을 scipy 라이브러리의 odeint 명령어를 이용하여 수치해를 구하는 방법을 설명합니다. 복잡한 연립 미분방정식의 경우 함수를 시간 변수에 관한 식으로 표현하기 어려우므로, 각 시간값에 따른 함수값을 직접 계산하여 수치적 근사값을 도출하는 접근 방식을 사용합니다. 2. odeint를 이용한 연립 미분방정식 풀이 scipy.integrate의 odeint 함수를 사용하여 3개 이상의 연립 미분방정식을 동시에 풀 수 있습니다. 미분방정식을 def/return 구문...2025.11.17
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파이썬으로 공학계산 따라하기 I - 아레니우스식2025.11.161. 아레니우스식(Arrhenius Equation) 화학반응의 반응속도를 나타내는 아레니우스식은 k = k0 × exp(-E/RT) 형태로 표현됩니다. 여기서 k는 반응속도상수, E는 활성화에너지, R은 기체상수, T는 절대온도입니다. 이 식은 온도 변화에 따른 반응속도의 변화를 정량적으로 나타내며, 특정 경우에는 k = k0 × Tn × exp(-E/RT)로 보정하여 사용하기도 합니다. 아레니우스식을 통해 활성화에너지의 차이가 반응속도에 미치는 영향을 직관적으로 파악할 수 있습니다. 2. 활성화에너지(Activation Ener...2025.11.16
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파이썬으로 미분방정식의 일반해 구하기2025.11.171. 미분방정식의 일반해 화학반응에서 반응속도식 -rA = -dCA/dt = k × CA 형태의 미분방정식을 풀어 일반해를 구하는 방법을 다룬다. sympy 라이브러리의 dsolve 명령어를 사용하여 복잡한 수기 계산 없이 파이썬으로 미분방정식을 해결할 수 있다. 초기조건 CA(0) = CA0를 적용하여 적분상수를 결정하고, 최종적으로 CA(t) = CA0 × exp(-k×t) 형태의 해를 얻는다. 2. 화학반응속도론 A → B로의 비가역반응에서 반응속도식은 -rA = k × CA 형태이며, 이를 농도의 시간변화로 표현하면 -dCA...2025.11.17
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전산구조해석 과제 82025.04.251. FEM FEM(유한요소법)은 복잡한 구조물의 응력, 변형 등을 해석하는 수치해석 기법입니다. 이 과제에서는 FEM을 이용하여 구조물의 강성 행렬을 계산하고, 하중에 따른 변형을 분석하는 내용이 포함되어 있습니다. 2. 구조해석 이 과제는 구조물의 전산 구조해석 과정을 다루고 있습니다. 유한요소법을 활용하여 구조물의 강성 행렬을 계산하고, 하중에 따른 변형을 분석하는 내용이 포함되어 있습니다. 3. 강성 행렬 구조물의 강성 행렬은 구조물의 강성을 나타내는 행렬로, 이를 통해 하중에 따른 변형을 계산할 수 있습니다. 이 과제에서는...2025.04.25
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파이썬을 이용한 공학계산의 미분방정식 적용예2025.11.171. 자유낙하 운동과 2차 미분방정식 특정 높이에서 돌을 떨어뜨리는 상황에서 가속도는 y'' = d²y/dx² = g 형태의 2차 미분방정식으로 표현됩니다. 이를 적분하면 속도 y' = g*x + v0, 거리 y = 1/2*g*x²을 얻습니다. 초기조건 y0=0, v0=0을 적용하면 y = 1/2*g*x²이 되며, 파이썬을 통해 그래프로 표현하면 직관적으로 시간에 따른 낙하거리를 파악할 수 있습니다. 2. 인구증가 모델과 1차 미분방정식 인구증가 속도 y' = k*y 형태의 1차 미분방정식으로 모델링됩니다. 미국 인구 데이터(180...2025.11.17
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다항식 연산 구현: 추가, 덧셈, 비교, 출력2025.11.121. 다항식 자료구조 다항식을 표현하기 위한 두 가지 자료구조 방식이 제시된다. 첫 번째는 차수(degree)와 계수 배열(coef)을 포함하는 구조체로, 최대 차수 101까지 지원한다. 두 번째는 계수와 지수 쌍을 저장하는 terms 배열 방식으로, 희소 다항식 표현에 효율적이다. 두 방식 모두 다항식의 항들을 체계적으로 관리하고 연산을 수행하기 위한 기본 구조를 제공한다. 2. 다항식 덧셈 알고리즘 두 다항식 A와 B를 더하는 poly_add1 함수는 각 다항식의 차수를 비교하며 진행한다. 차수가 높은 항부터 결과 다항식에 복사...2025.11.12
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