電力設備の過渡現象を通して"楽しく学べる"ルンゲ・クッタ法の完全マスター『ルンゲ・クッタ法を用いた常微分方程式のシミュレーション』発売！

パレードブックスは、2023年12月11日（月）に『ルンゲ・クッタ法を用いた常微分方程式のシミュレーション』（著：東條伸一）をアマゾンにて発売いたします。

『ルンゲ・クッタ法を用いた常微分方程式のシミュレーション』（著：東條伸一）

1階の常微分方程式と2階の常微分方程式を、ルンゲ・クッタ法を用いて分かり易く解説した数学的モデルとそのプログラム。

• 概要

本書は著者が、経験してきた電力設備の過渡現象を常微分方程式で解くにあたり、特に印象に残った計算について記している。

第1章は、1階の常微分方程式であらわされる変圧器の温度上昇の式を解く方法を示し、さらにこれを巻き線と変圧器油の要素ごとに分け、これらを連立させて解く方法を示している。

第2章は、フィールドでは、気温が時系列で変化するので、これを任意に与えて常微分方程式を解きたいため、入力データをスプライン関数にして与える方法を示す。また、このスプライン関数を使用して気温を任意の時系列で入力し、変圧器の温度上昇を計算する方法を示している。

第3章はタービンと発電機間の軸振動を計算するための2階常微分方程式の解き方について示す。また、伝達関数で示された発電機の自動電圧調整器(AVR)ならびにアレスターの動作とその保護効果を常微分方程式で表し、これらを計算する方法を示している。

第4章は、発電ユニットの解析を行うため、一機対無限大母線を模擬し、電力系統に事故が発生した場合の現象について、3章の軸トルクだけでなく電気的な要素も加えて計算している。（添付図参照）

第5章は変圧器の運転指針について、従来困難であると考えられてきたフィールドデータを用いた変圧器1台ごとの油温や巻き線温度ならびに寿命損失について計算する方法を示している。

本書は主に常微分方程式の解法を扱っているが、それだけでなく、第2章は一次方程式の解法、第4章では逆行列の解法さらに第5章では積分の計算方法も含めている。

• 読者ターゲット（誰に読んでほしいか）

本書は工学部、理学部、情報学部の学生と大学院の院生を対象にしている。特に電気や電力あるいは機械系で常微分方程式を使って表される物理現象を過渡的に時系列で計算する場合、方程式を構成したのち、コンピュータでこれらをいかに計算またはシミュレーションするかが課題となる場合に、本書がお役に立つと期待している。

プログラムはフォートランを使用しているが、入出力を除いたメインのプログラムは共通であるので、本書のプログラムを走らせることができれば、読者のプログラミングにそのまま応用できるはずである。いったん走らせることができれば、あとは応用であるから、C言語や他言語でのプログラミングもおのずと可能である。

• この本にこめた想い・伝えたいこと

ルンゲ・クッタ法は、常微分方程式を連立させて解くことに大きな意義と醍醐味がある。本書は著者がプログラミングをしている中で、特に目からうろこ的な内容を記載したつもりでいるので、常微分方程式を解くことに興味をお持ちの方に、ぜひ参考にしていただけると幸いです。

• 著者プロフィール

東條伸一（とうじょう・しんいち）

1997年、芝浦工業大学大学院修士課程修了、同年日本工営株式会社入社、主に電力設備の機器や制御装置の設計に携わる。

特に、変圧器の過負荷運転に伴う絶縁物の温度上昇による変圧器の寿命損失を軽減するため、補助（簡易）冷却装置の開発を東京電力と共同研究し、冷却器の実用化を図った。これを論文にまとめ、電気学会(JEC)ならびにアメリカ電気学会(IEEE)に発表、日本大学より博士号を授与される。

現在、株式会社東條インテリジェントネットワーク代表取締役

• 書籍情報

書籍：ルンゲ・クッタ法を用いた常微分方程式のシミュレーション

著者：東條伸一（とうじょう・しんいち）

出版社：パレード

発売日：2023年12月11日

ISBN：978-4-86522-346-0

仕様：A5判/並製/242ページ

価格：3,000円＋税

Paradebooks：https://books.parade.co.jp/category/genre05/978-4-86522-346-0.html

Amazon：https://amzn.to/4723xnJ

• 出版社情報

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代表取締役：原田直紀
設立：1987年10月20日
資本金：4000万円
事業内容：広告企画・アートディレクション、グラフィックデザイン全般、Webサイト企画・制作、出版事業『パレードブックス』