MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その50【フーリエ級数(周期2L)③】

MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その50【フーリエ級数(周期2L)③】 数値計算
MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その50【フーリエ級数(周期2L)③】

バックナンバーはこちら。
https://www.simulationroom999.com/blog/compare-matlabpythonscilabjulia5-backnumber/

はじめに

前回で、フーリエ級数、フーリエ係数を周期2πという制約を外して、
周期2Lという任意の周期で対応できるように改造した。
今回は、これをプログラムに落とし込むための話。

登場人物

博識フクロウのフクさん

指差しフクロウ

イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1

エンジニア歴8年の太郎くん

技術者太郎

イラストACにて公開の「しのみ」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=uCKphAW2&area=1

プログラム化可能か?

太郎くん
太郎くん

ここらへんで一度プログラムで確認しておきたいところだね。

フクさん
フクさん

そうだね。
基本的には以前のフーリエ級数、フーリエ係数の流れと変わらない。
扱う数式が変わるだけだ。

太郎くん
太郎くん

元の波形とかはどうするの?

フクさん
フクさん

以前のものを使い回しだな。
csv形式のファイルに波形情報を入れているが、
特に時間の指定はしていない。
前回は\(-\pi\sim\pi\)として取り込んだところを。
\(-L\sim L\)と解釈し直せばOKだ。

太郎くん
太郎くん

つまりおおよそ使い回しが効きそうってことか。

想定される結果

フクさん
フクさん

一応、想定される結果を出しておこう。

フーリエ級数、フーリエ係数、周期2L版
太郎くん
太郎くん

元のcsvデータが一緒だから、波形の形状は同一だけど、
横軸の値が\(-10\sim 10\)に代わってるね。

フクさん
フクさん

そうそう。
これが任意周期にすることで得られる効能だな。

プログラムフロー

フクさん
フクさん

プログラムフローも記載するが、基本的には前回と一緒だ。

  • csvファイル読み込み
  • 各種変数初期化
  • フーリエ係数算出
  • n=10,50,200のパターンでフーリエ級数で波形を合成
  • グラフにプロット
太郎くん
太郎くん

全く一緒だ。

フクさん
フクさん

csvファイルの想定周期、
使用するフーリエ級数、フーリエ係数の数式を差し替えて、
期待される結果が得られるかというのが確認ポイントとなるな。

太郎くん
太郎くん

周期が任意設定できるとなると、割と使いやすい感じになりそうだね。

まとめ

フクさん
フクさん

まとめだよ。

  • 任意周期のフーリエ級数、フーリエ係数のプログラム化検討。
  • 基本的には以前の使い回し。
    • 波形データの解釈や、数式が変わるのみ。の予定。

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