GSL Shell 学習:結晶格子の座標変換

2017-11-03 :  理科部 部活
7~8年前に、
結晶格子の座標変換」と云うことで、何度か記事を書いていた。

  ・・・・・
  ・・・・・
  結晶格子の単位格子(unit cell)は、
  良く利用(?)している CIFファイルなどに記述されている。

  3軸方向の長さ、a, b, c と、
  各軸間のなす角度、alpha, beta, gamma で表されている。

  そこで、結晶の各軸を表す単位ベクトルを、
  3次元(xyz)空間のベクトルとして表したい!

そこで、

条件として、(最初は)
  ベクトルc をz軸に重ね、
  ベクトルb をyz平面(x座標の値がゼロ)とする。
  これで、
  ベクトル a, b, c は { x, y, z } で表されるはず。

次に、(“結晶格子の座標変換2”)
  ベクトルa をx軸に重ね、
  ベクトルb をxy平面(z座標の値がゼロ)とする
  ことの方が、一般的(?)のような???

更に、(“結晶格子の座標変換3”)
  ま、なにはともあれ、
  「結晶格子の座標変換」も「結晶格子の座標変換2」も、
  意味があったのですね。

そして、(“結晶格子の座標変換4”)
  つまり、「Materials Studio」を使って、Import/Export することで、
  格子定数(.car)から、直交座標系ベクトル(.msi)に変換できる。
  ってことですか。
  と云うことは、
  <紙>のいい加減な Perl スクリプト は無駄だった?


ですが、
今回、(高速インタプリタ言語 GSL Shell に依る)コードを作りたくなった。

仕様としては:
-- INPUT 1
a, b, c = 5.4, 5.4, 8.8
alpha, beta, gamma = 90, 90, 120

-- INPUT 2
va = { 4.67654, -2.70000, 0.00000 }
vb = { 0.00000, 5.40000, 0.00000 }
vc = { 0.00000, 0.00000, 8.80000 }
の様な内容のファイルを読み込んで、
-- INPUT 1
a, b, c = 5.4, 5.4, 8.8
alpha, beta, gamma = 90, 90, 120

-- A=X, B in XY
va = { 5.40000, 0.00000, 0.00000 }
vb = { -2.70000, 4.67654, 0.00000 }
vc = { 0.00000, 0.00000, 8.80000 }

-- C=Z, B in YZ
va = { 4.67654, -2.70000, 0.00000 }
vb = { 0.00000, 5.40000, 0.00000 }
vc = { 0.00000, 0.00000, 8.80000 }

--=================================
-- INPUT 2
va = { 4.67654, -2.70000, 0.00000 }
vb = { 0.00000, 5.40000, 0.00000 }
vc = { 0.00000, 0.00000, 8.80000 }

-- output
a, b, c = 5.4, 5.4, 8.8
alpha, beta, gamma = 90, 90, 120
の様な内容のファイルを出力する。


で、以下の様な GSL Shell プログラムを作った。
----- Conv_Cell_Vec.gsl -----
inF = 'INPUT.txt'; otF = 'OUTPUT.txt' -- 入出力ファイル
--=================================

require'pl'; SF=string.format
sqrt=math.sqrt; sin=math.sin; cos=math.cos; acos=math.acos
degrad = |x| x*math.pi/180; raddeg = |x| x*180/math.pi
--============ ファイル入力 =======
w = utils.readlines( inF ); nn=#w -- 全体を行毎の文字列配列で読込
for n=1,nn do assert( load( w[n] ) )() end

ka, kb, kc = degrad(alpha), degrad(beta), degrad(gamma)
CZvc = { 0, 0, c }
CZvb = { 0, b*sin(ka), b*cos(ka) }
az = a*cos(kb); ay = a*(cos(kc)-cos(ka)*cos(kb)) / sin(ka)
CZva = { sqrt((a*sin(kb))^2 - ay^2), ay, az }

AXva = { a, 0, 0 }
AXvb = { b*cos(kc), b*sin(kc), 0 }
cx = c*cos(kb); cy = c*(cos(ka)-cos(kc)*cos(kb)) / sin(kc)
AXvc = { cx, cy, sqrt((c*sin(kb))^2) - cy^2 }

Ax, Ay, Az = va[1], va[2], va[3]; A = sqrt(Ax^2+Ay^2+Az^2)
Bx, By, Bz = vb[1], vb[2], vb[3]; B = sqrt(Bx^2+By^2+Bz^2)
Cx, Cy, Cz = vc[1], vc[2], vc[3]; C = sqrt(Cx^2+Cy^2+Cz^2)

kA = raddeg(acos((Bx*Cx+By*Cy+Bz*Cz)/(B*C)))
kB = raddeg(acos((Cx*Ax+Cy*Ay+Cz*Az)/(C*A)))
kC = raddeg(acos((Ax*Bx+Ay*By+Az*Bz)/(A*B)))

OT=io.open( otF, 'wt' )
for i=1,3 do utils.fprintf( OT, SF( '%s\n', w[i] ) ) end
utils.fprintf( OT, SF( '\n-- A=X, B in XY\n' ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'va = { %11.7f, %11.7f, %11.7f }\n', AXva[1], AXva[2], AXva[3] ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'vb = { %11.7f, %11.7f, %11.7f }\n', AXvb[1], AXvb[2], AXvb[3] ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'vc = { %11.7f, %11.7f, %11.7f }\n', AXvc[1], AXvc[2], AXvc[3] ) )
utils.fprintf( OT, SF( '\n-- C=Z, B in YZ\n' ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'va = { %11.7f, %11.7f, %11.7f }\n', CZva[1], CZva[2], CZva[3] ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'vb = { %11.7f, %11.7f, %11.7f }\n', CZvb[1], CZvb[2], CZvb[3] ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'vc = { %11.7f, %11.7f, %11.7f }\n', CZvc[1], CZvc[2], CZvc[3] ) )
utils.fprintf( OT, SF( '\n--===================================\n' ) )
for i=5,8 do utils.fprintf( OT, SF( '%s\n', w[i] ) ) end
utils.fprintf( OT, SF( '\n-- output\n' ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'a, b, c = %g, %g, %g\n', A, B, C ) )
utils.fprintf( OT, SF( 'alpha, beta, gamma = %g, %g, %g\n', kA, kB, kC ) )
OT:close()
でしょうか?



本日はここまで。


Lua を使った、理科部 部活は続く?


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170915
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画像ファイルじゃない gif ファイル

2017-09-04 :  理科部 部活
ひょんなことから、拡張子が.gifなるファイルを知った。

普通(?)だと、
 Graphics Interchange Format
  Graphics Interchange Format(グラフィックス・インターチェンジ・
  フォーマット、略称GIF)はCompuServeのPICSフォーラムで提唱された
  画像ファイルフォーマットの一つである。
  LZW特許を使用した画像圧縮が可能。一般的に用いられている拡張子は.gif。
  ・・・・・
  ・・・・・
ですよネ???

だが、
今回のファイルは、実体はテキストファイルで、
どうも、分子構造を表現するもの?


探してみたら、
“bioinformatics”→“タンパク質科学”→“構造解析”→“Gaussian”の
ファイルフォーマット」が見つかった。

  Gaussian で利用されるファイルの形式。

  拡張子

  .gif  Gaussian Input File の形式です。
     GaussianView で作成した分子構造を保存するとき、
     拡張子を .gif として保存される。
     中身は普通のテキストファイルである。
  .log  Gaussian で最適化計算を行うときのログ情報や・・・
  ・・・
  .pdb  PDB ファイル
  ・・・・・
  ・・・・・

と云うことですか。

“GaussianView”ですね。


フリーソフトで何か無いか?
探してみた。
こんなページが見つかった。
分子構造を表示できるフリーソフトでGaussian ・・・
 分子構造を表示できるフリーソフトでGaussian input ファイル
 (エンコードが .gjf)が開けるものを知りませんか?

で、その回答は:

 TEXT編集するだけであれば、そのままnotepadやtextエディタなどで開けますよ。
 GaussViewのようにグラフィックを使いたいのであれば、アカデミックであれば、
 Winmostar ( ***このURLはリンク切れ*** )があります。
 以前は完全にフリーでしたが、今ではアカデミック使用で無料です。
 日本のソフトなので色々と分かりやすいかもしれません。
 後は海外のソフトなどでありますよ。


確かに、Winmostar で扱える。
だが、
 ・商用版(有償)
 ・トライアル版(3か月間)
 ・無償版
とある。

調べてみると、
Winmostarの導入
 「無償版」は、以前に比べると機能が大幅に制限され、
 原子数が制限された組み込みのMOPAC Ver.6以外は利用できません。
 フル機能が利用できる「トライアル版」は利用期間が3か月間となっています。
だそうな。

また、
OpenBabel」では、変換出力のみで、
入力は非対応。


更に探してみた。

こんなツールが見つかった:
MolStat
 Gaussian Input/Output File Viewer
 MD Simulation Visualizer/Animator

  概要

   MolStatはGaussianの入力ファイル・出力ファイル中の分子構造、
  振動計算結果を可視化するためのソフトで、Ball&Stick、Space Filling、
  Wireといった3D分子モデルの表示と分子振動のアニメーション、
  赤外・ラマンスペクトル(JCAMP-DX形式)の読み込み、分子動力学計算結果から
  動画アニメーションを書き出す等の機能があります。

  このソフトウェアは開発中のものです。
  一部未実装、バグなどありますので自己責任での使用をお願いします。
  また、作者はソフトウェアの使用により生じた一切の損害に対する
  責任は持たないものとします。

  実行環境

  Windows95R2/98/Me/NT/2000/XPに対応と思われます。

そして、

  Ver.0.921, 1149KB, 2008/09/17

だそうな。


古すぎるけど、完全フリーなので、ダウンロードしてみた。

  MolStat-0.921.zip 1.12MB


D:/TOOL/MolStat-0.921/

に展開。


一応、読み込み・表示できた。
但し、ファイルの拡張子は '.gif' ではダメで '.gjf'でした。


本日はここまで。


理科部 部活動 も、思い出したように続いている???


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170721

“ルベーグ積分”って何?

2016-08-16 :  理科部 部活
Maxima”などで、微分に拘っていたが、・・・・・

ふと、積分もあるナ。---と、思ったり、

突然、連続だが至る所微分不能ってコトもあるって、思い出した。


それで、いろいろ検索していたら、・・・・・

“ときわ台学”の“The 講義”に、
1 ルベーグ流の面積
  1.リーマン積分からルベーグ積分へ

  [1] 解析学の入門書で始めに勉強する定積分はジョルダンの内測度・外測度を
  用いて定義されるリーマン積分 [#] と呼ばれるものです。
  リーマン積分は簡単にいうとある区間で,x軸と関数f(x)で表される曲線とで囲ま
  れる面積を厳密に定義したもので,いわば,古典的な面積という概念の厳密化に
  当たります。ただし,リーマン流の定積分が可能なためには関数f(x)が,
  「区分的に連続」でなければならないという条件がつきます。
  しかしながらこの条件は,“かなり緩やかな”条件で不連続点や微分不可能点が
  たくさんある関数においても“たいてい”クリアすることができます [#]。
  具体的に,どれくらい緩やかかといえば,

   「可算個の不連続点しか持たない有界な関数はリーマン積分可能
        ⇒ 連続な区間ごとに面積を求めてあとでたし合わせればよい。」

  ということになります。
  ここで,可算個とは,“自然数の個数と同程度の無限個”と考えてください。
  詳細は次章で,

  [2] しかし,[0,1]で定義された有界関数 f(x)として:

    x が有理数の時に f(x)=1,
    x が無理数の時に f(x)=0

  と定義される関数(ディリクレ関数)は,
  リーマンの方法を用いて面積を求めることはできません。
  ・・・・・
  ・・・・・

そして、
少し下に、枠で囲まれた部分に、

  “リーマンの面積”の拡張が、“ルベーグの面積”

とある。


一寸脱線するが、
8年前(2008-10-08)の記事“「非ユークリッド幾何学」
で、
ユークリッド(Euckid)幾何学」と「リーマン(Rieman)幾何学
について書いていた。


元に戻って、
上記の“ときわ台学”の記事に、“ディリクレ関数”の記述があるが、・・・・・

こんな記事:「連続性と微分可能性 (1)
  ・・・・・
  ・・・・・
  実関数 f(x) の値が存在する各点において、
  以下の3つのいずれかである。
    (1) 連続かつ微分可能である
    (2) 連続でも微分可能でもない
    (3) 連続だが微分可能でない
  数学で習う関数の多くは、
  いたるところで(任意の x について)(1)になっている。
  ・・・・・
  ・・・・・
  ディリクレの関数は十分病的だが、いたるところで(3)、
  つまり連続なのにどこでも微分できないという、
  もっと病的な関数も存在する。
  その例として最初に考案されたのはワイエルシュトラスの関数。
  ・・・・・
  ・・・・・
もあった。

それで、
“ワイエルシュトラス関数”に関しては、
ウィキペディア


それから、
“科学教育研究生 国内短期留学 報告書”に、
セレリエの関数

  その他の微分不可能な関数に関して

  ワイエルシュトラスが世界で最初に,連続かつ微分不可能な関数を作り出し,
 当時の学会を驚かせたが,後になってワイエルシュトラス以前にも微分不可能な
 曲線は,少なくとも2人によって考え出されていたことが分かった。
  セレリエは,1860年以前に以下のような関数を考えていたが,残念なことに
 これが公にされたのは,彼の死後の1890年になってからであった。
  ボルツアノはもっと古く,1830年以前に,幾何学的作図によって,この種の
 関数の存在を示したことが,1921年に発見された。

 ・・・・・

が載っていた。


で、結局なんなんだ???

自分でも分からなくなってきた。


本日はここまで。


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160627

S4:Stanford Stratified Structure Solver

2015-12-24 :  理科部 部活
“Python”&“磁場解析”に関するサイトが無いのか?
と思い立ち、
「Python "magnetic field" simulation」で検索した。

すると、
「S4 1.1 documentation」の「Python API reference
が見つかった。

「S4 1.1 documentation」の「Introduction to S4」には、

  S4 (or simply S4) stands for
   Stanford Stratified Structure Solver,
   a frequency domain code to solve
   the linear Maxwell's equations in
   layered periodic structures.
  Internally, it uses Rigorous Coupled Wave Analysis
   (RCWA; also called the Fourier Modal Method (FMM))
   and the S-matrix algorithm.
  The program is implemented using a Lua frontend,
   or alternatively, as a Python extension.
  S4 was developed by Victor Liu of the Fan Group in
   the Stanford Electrical Engineering Department.

===(例の如く翻訳)

  S4 (または単に S4) スタンフォード成層構造ソルバー、
   多層周期構造における線形マクスウェルの方程式を解くための
   周波数ドメイン コードの略です。
  内部的には、それを使用して、厳密結合波解析 (乾式; フーリエ
   モード法 (FMM) とも呼ばれます) と S 行列アルゴリズム。
  Lua のフロント エンドを使用してプログラムを実装
   または Python 拡張としても。
  S4 は、スタンフォード大学電気工学科におけるファンの
   グループのビクター劉によって開発されました。

???(ダメですネ)

だいたいの意味は、・・・・・

  S4 とは、Stanford Stratified Structure Solver のことで、
  周波数ドメインにおける線形マクスウェル方程式を解くためのもの。
  ・・・・・
  ・・・・・
  フロント エンドに Lua を使用しており、
  または Python 拡張もある。
  ・・・・・
  ・・・・・


そして、
次の「What can it compute?」=「S4 では何を計算出来るのか?」
には、

  S4 can compute transmission, reflection, or absorption spectra
   of structures composed of periodic, patterned, planar layers.

===(これも、例の翻訳)

  S4 は、透過、反射、または構造物の吸収スペクトルから成る
   周期、パターン、平面レイヤーを計算できます。

???(やはり、ダメ?)


つまりは、“電磁界”/“電磁場”についてであって、
<紙>の意図した“磁場”/“磁界”についてでは無かった。

残念。
他をあたってみよう。

これはこれで面白そうなので、ブックマークした。


本日はここまで。


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151212

Avogadro:Auto Optimization

2015-10-21 :  理科部 部活
Avogadro Auto Optimization
と検索すると、

「YouTube」の動画:「Avogadro Auto Optimization
が見つかる。

動画の最初に出てくる、
スポットライトが当たっている「E」の様なボタンで指定できる。

これ、
適当な構造を作って、
「Start」ボタンで実行させると、

途中、
「指マーク(F10)」ボタンで、マウスドラッグでも即時反応し、

また、
「鉛筆マーク(F8)」ボタンで、Atomを追加/削除させても即時反応する。

なかなか面白い機能だ。


一通り見終わったので、・・・・・

右に目を移すと、
Avogadro: Geometry optimizations」なんて
のもある。



最初の検索に戻ると、・・・・・

他に、
Molecular Modeling Basics
と云ったブログがある。

此によると、複数の“水分子”でも行ける!!


で、本家マニュアル:
AutoOptimization Tool
があった。



更には、
“www.ncbi.nlm.nih.gov”の、
“PubMed Central (PMC)”の「PMC3542060」:
Avogadro: ・・・ editor, visualization, and analysis platform
これは一読の価値があるものだ。


本日はここまで。


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151016

Python 学習:RDKit パッケージ

2015-10-15 :  理科部 部活
Avogadro”でも、
「分子構造の最適化」ができる。
--→<紙>さんLoG

これは、
MOPAC”のMO(Molecular Orbital:分子軌道)法と違って、
MM(Force Field:力場)法ですね。

そして「Avogadro」の、
Tutorials:Drawing molecules」にある如く、
MMFF(Merck Molecular Force Field)法などですね。


そこで、
Python パッケージに、構造最適化パッケージがないか探してみた。
MMFF atom」で検索したら、
上位に、
Getting Started with the RDKit in Python
があった。
RDKit」ですか!

チュートリアルには、

  ・・・・・
  ・・・・・

  Working with 3D Molecules
  ・・・・・
  ・・・・・
  Note that the conformations that result from
   this procedure tend to be fairly ugly.
  They should be cleaned up using a force field.
  This can be done within the RDKit using its implementation of
   the Universal Force Field (UFF).
  ・・・・・
  ・・・・・
  The RDKit also has an implementation of
   the MMFF94 force field available.

などとある。


早速導入!!!

ダウンロードのページから、
「RDKit_2015_03_1.win32.py27.zip」(21.9 MB) をダウンロード。

Python インストール場所の
  D:/TOOL/WinPython32_2763/
に展開した。
それから、
  /RDKit_2015_03_1/Docs/Book/Install.rst ファイル
の「Installation of RDKit binaries」節の記述に従って、
パス設定をした。

だが、以上の面倒な事はイラなかった。


何処かに展開して、
できた中の /rdkit/ 以下の 704 ファイル 33.8MBを
丸ごと、
  /WinPython32_2763/python-2.7.6/Lib/site-packages/
以下にコピーするだけでOKだった!


さて、動作確認:

日化辞Webサイトから、
“ベンゼン”をダウンロード:「J2.375B.mol」
これは、 'C' 6ヶのみ定義されているもので、
C-C間の距離が短い?

そこで、
(1)水素を付加し、
(2)構造最適化。
# -*- coding: utf-8 -*-
from rdkit import Chem
from rdkit.Chem import AllChem

m = Chem.MolFromMolFile('J2.375B.mol') # 入力
print Chem.MolToMolBlock(m) # 入力確認

m2 = Chem.AddHs(m) # 水素付加
AllChem.EmbedMolecule(m2)
AllChem.MMFFOptimizeMolecule(m2) # 構造最適化
print Chem.MolToMolBlock(m2) # 結果確認

OT = open( 'out.mol','w')
print >>OT, Chem.MolToMolBlock(m2) # ファイル出力
OT.close()


動作確認OK!!!


本日はここまで。


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150910

ELF/MAGIC 使用記:「.mag」ファイルの仕様

2014-10-27 :  理科部 部活
先週(2014-10-20)の記事:
ELF/MAGIC 使用記:「.meg」ファイルの仕様
に続いて、・・・

今度は「.mag」ファイルについて。

「ELF Bench」の、
「ヘルプ」→「オンラインヘルプ」メニューで出てくる中には、
無さそう???
なので、
実行結果を眺めてみた。・・・

ほぼ、以下の様なものでしょうか?

BOOK MAP 2.06
SOLV MAGIC 9.5 YYYYMMDD
UNIT MGR1 M 1.0
・・・・・
*SOL MOME
TITL
MMB8 1 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
MGR1 1 0 5.0E-03 -5.0E-03 5.0E-03
MGR1 2 0 2.5E-02 -5.0E-03 5.0E-03
・・・・・
M9EG 1 1 1.5E-02 0.0E+00 7.5E-03
M9EB 1 1 0.0E+00 0.0E+00 3.3E-02
M7EP 1 1 1.0E+00
・・・・・
*SOL FIEL
・・・・・
TITL
MGR2 1 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
M9GG 1 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
M9GB 1 0 3.42E-03 9.34E-20 2.53E-04
MGR2 2 0 1.00E-02 0.00E+00 0.00E+00
M9GG 2 0 1.00E-02 0.00E+00 0.00E+00
M9GB 2 0 2.98E-03 3.94E-19 1.07E-02
・・・・・
BOOK END



と云うことで、“.mag”ファイルの仕様を纏めた。

最初から、
  「*SOL MOME」
の行までは“単位”について?・・・要らない?

  「*SOL MOME」
以降、
  「*SOL FIEL」
までは、
“磁石/磁性体”の情報???
 ・・・結果が欲しいので、此も要らない。

その後の、
  「TITL」
の行の次から、
  「BOOK END」
の行の前まで。
これは、3行で1組の様だ?

MGR2 1 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
M9GG 1 0 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00
M9GB 1 0 3.42E-03 9.34E-20 2.53E-04



最初の“MGR2”は(空間の)座標データ。

次の“M9GG”は?・・・分からない(汗; ・・・ 要らない?!

3つ目の“M9GB”
これは、その点での「磁束密度」ベクトル値の様ダ。

---------- これだけ、
分かれば、・・・

これらを抜き出せばイイ!!!


空間の座標(MGR2値)と、其処での磁束密度(M9GB値)ベクトル
から、例えば「vtk」ファイルを作れる。

つまり、
ブログ内“VTK”検索結果
ですね。


本日はここまで。


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140907

ELF/MAGIC 使用記:「.meg」ファイルの仕様

2014-10-20 :  理科部 部活
先週(2014-10-13)の記事:
ELF/MAGIC 使用記:「.mei」「.mai」ファイル仕様
から、

最低限の情報による“モデル定義”ファイルを元にして、
「.mei」ファイル、「.mai」ファイルを組立・生成し、
“ELF/MAGIC”の“MESH”“MAGIC”を呼出(実行)して、
結果の“.mag”ファイルから欲しいデータを抽出する。

といった、フローで実行する 'Python' プログラムを作った。


ここで思ったのは、
どうせ、'Python' プログラムで行うなら、
「.mei」ファイルに変換・生成するのでは無くて、
初めから「.meg」ファイルを組立・生成してしまえば、
“MESH”の実行無しで、“MAGIC”の実行ダケとなる。


と云うことで、“.meg”ファイルの仕様を学習した。

「ELF Bench」を立ち上げ、
「ヘルプ」→「オンラインヘルプ」メニューで出てくる、
HTML文書“ELFシリーズ2.30 オンラインヘルプ”の
“ELF/MAGIC リファレンス”を見た。

  ・・・・・
  ・・・・・
  第2章 形状・空間点データの入力
  ●2.1 megファイルフォーマット
  ・・・・・
  ・・・・・

の学習ですね。


最初の、「2.1 megファイルフォーマット」からは、

BOOK MEP 1.32
MGR1 1 0 0.0 0.0 0.0
MGR1 2 0 2.0 0.0 0.0
MGR1 3 0 0.0 0.0 5.0
MGR1 4 0 2.0 0.0 5.0
MMR4 1 1 1 2 4 3
MGR2 1 0 0.0 0.0 8.0
MGR2 2 0 1.0 1.0 8.0
BOOK END


の様なものと云うこと。


それで、・・・・・

  2.3 要素データ名一覧

から、注目すべきものをピックアップ。

「磁性体要素」では、
・MMB8 : 六面体要素(8節点)
・MMR4 : 軸対称四辺形断面要素(4節点)

「磁石要素」では、
・MWL8 : 非線形磁石六面体要素(8節点)
・MWR4 : 軸対称四辺形断面非線形磁石要素(4節点)

これらの接点座標は、“MGR1”で定義する。


一方、
求めたい“空間点の「座標データ」”は、
“MGR2”で定義する。


---------- これだけ???


ここで、前回迄には知らなかった、
“軸対称四辺形断面”の (磁石)要素
って、何???


Z軸を回転軸とした“回転体”(円筒形/円柱形)
を、
(Y軸原点を通る)XZ平面で切った時の“四辺形”
で定義するもの。


---------- これだけ
分かれば、此までに出てきた直方体や円柱形磁石、
更には、これに磁性体をプラスしたモデルが扱える。


よ~し、最初に書いた'Python' プログラム
を改造しよう。

そして、使ってみよう。


本日はここまで。


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140904,07

ELF/MAGIC 使用記:「.mei」「.mai」ファイル仕様

2014-10-13 :  理科部 部活
先週(2014-10-07)の記事:
ELF/MAGIC 使用記:概要&インストール
の続き。


前回記事で、
  ・・・・・
  ・・・・・
  先ずモデル定義の「.mei」ファイルを作り、
  “ELFBench”の“H”ボタンか、“実行”メニューの“MESH”で、
  「.meg」ファイルに変換する。
  これが、モデルの構造(磁性体等々と、計算したい場所の情報)

  それから、
  磁性体等々の属性定義の「.mai」ファイルを作り、
  “ELFBench”の“M”ボタンか、“実行”メニューの“MAGIC”で、
  「.mai」+「.meg」により、シミュレーションを実行する。
  結果として、「.mag」等々ができる。

  「.mai」ファイルでは、
  磁性体の“B-H特性”やスケール(座標メッシュ単位)を定義する。
  ・・・・・
  ・・・・・
と書いた。

それで、
.mei」「.mai」両ファイルの仕様について纏めてみた。

今月初め(2014-10-03)の記事:
PDF 文書:永久磁石モデル
で書いた、PDF文書「永久磁石モデル」にある“磁石モデル”
をサンプルにした。

.mei」の基本形???
(行先頭が '*' はコメント行)

***** MAGNET
G30 1 -2 -2 -5
G30 2 2 -2 -5
G30 3 2 2 -5
G30 4 -2 2 -5
G30 5 -2 -2 5
G30 6 2 -2 5
G30 7 2 2 5
G30 8 -2 2 5
E80 1 1 2 3 4 5 6 7 8

***** OUTPUT 1
OG 1 8 MGR1
OE 1 1 MWL

***** CLEAR MEM
CG 1 100
CE 1 100

***** FIELD
G30 1 0 0 10
G30 2 0 0 6
G30 3 0 0 5.1

***** OUTPUT 2
OG 1 3 MGR2


最初に直方体の磁石を定義。
'G30' で、点の番号と3次元座標を定義。
そして、'E80' で、反時計回り&磁極向きを、
エレメント番号と、構成する8つの点の番号で指定。

次に、上記定義結果を出力。
'OG' で、8つの点を(番号 1 から 8 で) 'MGR1' で出力。
'OE' で、1つの磁石(エレメント)を(番号 1 から 1 で) 'MWL' で出力。

ここで、以上の点番号&エレメント番号をクリア
'CG' 、'CE' で。
(大きく指定することは可能なので) 番号 1 から 100 で

今度は、求めたい場所(点)について、
'G30' で、点の番号と3次元座標を定義。

そして、
'OG' で、3つの点を(番号 1 から 3 で) 今度は'MGR2' で出力。

以上で、基本形としては、完了。
他に、丸型磁石とか、磁性体とか、各種バリエーションあり。


***********************************

.mai」の基本形???
(行先頭が '*' はコメント行)

***** MOMENT
SOL MOME
GSCA 0.001

HBUN 1 A/M T
HBCU 1 -1026550 0
HBCU 1 0 1.35

ECHO OFF
DMEG
END

***** FIELD
SOL FIEL
GSCA 0.001

ECHO OFF
DMEG
END


先ず、
'SOL MOME' で、「モーメント計算指示」

次に、
'GSCA 0.001' で、座標値のスケール。
これで、「ミリメートル」単位と指定。

'HBUN'~'HBCU' の3行で、
磁石の、残留磁束密度と保磁力を指定。
・・・保磁力は、(A/m 単位で)、マイナス記号を付けて指定
・・・残留磁束密度は、(T 単位で)指定。

'ECHO'~'END' の3行は、
このまま指定。
(情報は、~.meg ファイルから読み込む。と云うこと)


一方、
'SOL FIEL' で、空間の磁束密度を計算セヨ
と指示する。
次の
'GSCA' は、磁石と空間を別々に指定できるので、
ここでも、「ミリメートル」単位と指定。

また、
'ECHO'~'END' の3行は、
このまま指定。
(情報は、~.meg ファイルから読み込む。と云うこと)


以上の様に、2つのファイルを作ると、
ELF/MAGIC を実行できる。


結果は、「.mag」にある。


幾つかのツールでの結果は、
PDF 文書:永久磁石モデル
で書いているが、
今回の結果は、・・・

51.742mT、383.151mT、625.862mT となった。

これは、元のPDF文書の値と比べて、
それぞれ、1.00156倍、1.015倍、1.02倍
ですね。
磁石表面に近いほど、違いが大きくなる。


本日はここまで。


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140821

ELF/MAGIC 使用記:概要&インストール

2014-10-07 :  理科部 部活
先月下旬(2014-09-21)の記事:
空間磁束密度算出ツールもう1つ
で、
  ・・・・・
  ・・・・・
  それから、
  これに続く記事では、・・・
    磁場解析ソフトELF/MAGIC使用記
    2001年に株式会社エルフの磁場解析ソフト「ELF/MAGIC(MINI)」を購入しました。
    今まではノートに書いたり頭の中で想像するだけだった磁力線が
    目で見えるというのは画期的なことです。
    (正確に言えばソフトで描画されるのは磁力線ではなく、
     ある点での磁力ベクトルです)。
    これまでに何度か当社のユーザーからの依頼で磁場解析を行いました。
    相対的な比較を行うのにかなり参考になっているようです。
    なかなか難しくて、使いこなすところまでは行きませんが
    実例を挙げて使用記などを書いてみたいと思います。
    ・・・・・
    ・・・・・
  2001年からは、可成りな時間が経過しているが、・・・
  実は、
  <紙>も「ELF/MAGIC(MINI)」(2004年10月版)を、
  某所で使ったりもしている。
  <紙>もいつか、
  真似をして“使用記”もどきを書きたいナ。
  ・・・・・
  ・・・・・
と書いた。


ここで、その第1回目。


上記の参照記事でも書いているが、
「京浜化学工業」さんの記事では、2001年版のようですね。
で、<紙>が使っているのは、
ELFシリーズ2.30 - 2004年10月 版で、
更にその“mini”版、つまり制限のあるもの。

何が制限されているのか?

“磁性体”などの“エレメント”を定義出来る個数。
これについては、そんなに多くはないので、制限は気にならない?

困るのは、シミュレートする空間点の数が制限されていること。
3次元だと、20×15×10 点は一度にできるかどうか?
場所を変更しながら継続実行を繰り返す必要がある。


それで、何はともあれインストールから。

使用マシンは、
CPU:core i7
メモリ:8GB
OS:Windows 7 Ultimate x64

-・・・ -・-
実は、このマシンに触発されて、
我が家のメイン・マシンも
最後の1台?
にしたのだった。
(OSは、ショボイ? (<紙>にとっては十二分な) Home Premium )
でも、今では、
移行途中ですが
に成っている。
・・・
と云う余計な話しはどうでもいいか。
・-・ - -・

それで、
時代は異なるマシンだが、
インストール結果は、・・・・・
問題なく動くようだ。


“スタート”メニューには、
「ELF」フォルダが出来て、
中に、“ELFBench”“MagFilter2”“Wmap”があった。

デフォルトでインストールしたので、
“C:/ELF”フォルダが出来て、
“C:/ELF/Bin”ディレクトリ内に、11個の「.exe」と1個の「.dll」等があった。

“C:/ELF/Examples/Magic”ディレクトリには20個のサンプル・ディレクトリがある。

初心者?はじめに?(Getting Started)
では、

先ずモデル定義の「.mei」ファイルを作り、
“ELFBench”の“H”ボタンか、“実行”メニューの“MESH”で、
.meg」ファイルに変換する。
これが、モデルの構造(磁性体等々と、計算したい場所の情報)

それから、
磁性体等々の属性定義の「.mai」ファイルを作り、
“ELFBench”の“M”ボタンか、“実行”メニューの“MAGIC”で、
.mai」+「.meg」により、シミュレーションを実行する。
結果として、「.mag」等々ができる。

.mai」ファイルでは、
磁性体の“B-H特性”やスケール(座標メッシュ単位)を定義する。


それで、
.meg」や「.mag」をダブルクリックすると、
“Wmap”が立ち上がって、3D表示される。


これから、
色々と“ELF/MAGIC”の学習を行う???


P.S.
因みに、
「ELF/MAGIC」の現状では、
  シリーズ4.10 - 2013年11月 版
でしょうか。
そして“mini”版は無いようですね。


本日はここまで。


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140819

PDF 文書:永久磁石モデル

2014-10-03 :  理科部 部活
永久磁石に依る空間の磁束密度を求めるツールについては、・・・

先月末(2014-09-27)の記事:
空間磁束密度算出式
で、
  2週間ほど前(2014-09-14)の記事:
  「空間磁束密度算出ツール2題
  や、
  1週間ほど前(2014-09-21)の記事:
  「空間磁束密度算出ツールもう1つ
  で、
  3つのWebサイト内ツールを見つけている。

  今回、“計算式”を見つけた。
  “磁気回路設計資料”なる
  [PDF]文書:j371_circuit.pdf
  内にある“空間磁束密度算出式”です。
  ・・・・・
  ・・・・・
などと書いている。


更にしつこく、「永久磁石 保磁力 磁束計算
で検索していたら、

[PDF] 1 永久磁石モデル 1 はじめに 3次元静磁界解析ソフトウェア …
なる、PDF文書を見つけた。

  永久磁石モデル

  1 はじめに
   3次元静磁界解析ソフトウェアAMPERES V6.3 を用いて、永久磁石まわりの
  磁場計算を行う。AMPERES は境界要素法(BEM)ソルバーと直感的なグラフィカル
  ユーザーインターフェイス(GUI)が組み合わされて、使いやすく精度の良い
  プログラムになっている。BEM ソルバーは従来の有限要素法ソルバーに比べて、
  空間メッシュが不用、開領域に対する人工的な境界が不用など、いくつかの
  優れた特長がある。ここでは、永久磁石まわりの磁場を計算するための、
  モデル形状の作成、物理特性の設定、解析と結果の表示について説明している。

  ・・・・・
  ・・・・・

とある。

この“3次元静磁界解析ソフトウェアAMPERES”とは、某社の有償製品ですか。

それについてはさておいて、

中に書かれている“永久磁石モデル”に興味がある。
このモデル磁石に対する計算結果の“空間磁束密度”はどんなものなのか?

PDF文書に書かれている結果は、
磁石表面から、
5mm、1mm、0.1mm地点で、それぞれ、
51.39mT、377.5mT、613.4mT とある。

これに対して、これまでの
「空間磁束密度算出ツール」3つと、
“空間磁束密度算出式”1つ
で、算出してみた。

「NeoMag」社のWebサイト内ツールでは、それぞれ、
44.0mT、294.4mT、498.0mT となった。

「Magfine」社のWebサイト内ツールでは、それぞれ、
41.56mT、307.78mT、502.74mT となった。

「実験室 - 京浜化学工業」のツールでは、それぞれ、
52.0mT、384.7mT、628.4mT となった。

「TDK」社の“空間磁束密度算出式”では、それぞれ、
51.955mT、384.722mT、628.428mT となった。


「NeoMag」社のWebサイト内ツールでは、総じて最低値。
これより数%大きく出るのが、「Magfine」社のWebサイト内ツール
でも、どちらも、他に比べて20%程度小さい。

「実験室 - 京浜化学工業」のツールと
「TDK」社の“空間磁束密度算出式”は完全(?)一致。
そして、「AMPERES」の結果に近い? 2%程度大きい?


本日はここまで。


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140908,17

空間磁束密度算出式

2014-09-27 :  理科部 部活
永久磁石に依る空間の磁束密度を求めるツールについては、・・・

2週間ほど前(2014-09-14)の記事:
空間磁束密度算出ツール2題
や、
1週間ほど前(2014-09-21)の記事:
空間磁束密度算出ツールもう1つ
で、
3つのWebサイト内ツールを見つけている。


今回、“計算式”を見つけた。

“磁気回路設計資料”なる
[PDF]文書:j371_circuit.pdf
内にある“空間磁束密度算出式”です。
この文書は、「TDK」社のもの。


当該文書の3ページ目に、
  2. マグネット中心線上の磁束密度 B(X) 計算式
  B-H カーブが直線か、または屈曲点より上に動作点 Bd がある場
  合、マグネットの外部における磁界分布の様子は、マグネットと
  等しい透磁率を持つ同一断面形状、長さ X の空間を想定し、その
  外周面における閉路電流から発生する磁界と同様に考えることが
  できます。代表形状 3 例について、このことを計算式で表します
  (フェライトマグネット、希土類マグネットにおいて近似式として
  有効です)。

  2-1. 円柱状マグネット
  ・・・・・
  ・・・・・
  2-2. 角柱状マグネット
  ・・・・・
  ・・・・・
  2-3. 円筒状マグネット
  ・・・・・
  ・・・・・

などなど。


それで、これまでの4種類(Webツール3つと今回の算出式)
について、結果を並べてみた。


残留磁束密度:390mT(テスラ)
の磁石について、

円柱状のもの:
円の直径:30mm
円柱長さ:50mm

算出点は、
表面(円中心)からの距離:5mm

とすると、

NeoMag社のWebツール:122.9mT
Magfine社の・・・・:126.46mT
京浜化学…社の ・・:126.5mT
TDK社の文書にある式:126.46mT

尚、
最初の2つのWebサイト内ツールでは、
(フェライト)磁石の型番“Y30BH”/“Y30H-1”を選択。
後の2つのツールでは、
(単位を確認して)“残留磁束密度”値を指定。


そうすると、
<紙>的には、126.5mT = 1,265 ガウス
と云うことですか???

それにしても、
NeoMag社のWebツール
だけ、違っている???
(2.8%ほど小さい)


本日はここまで。


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140902,16

空間磁束密度算出ツールもう1つ

2014-09-21 :  理科部 部活
1週間前(2014-09-14)の記事:
空間磁束密度算出ツール2題
では、
  ・・・・・
  「永久磁石 磁束密度計算
  で検索してみた。
  1番目に、「NeoMag」社の
  「磁石空間磁束密度と吸着力計算(円柱型)
  が見つかる。
  また、「マグネット専門のマグネット・ジャパンQ&A」が見つかるが、
  このページから“トップ”に行くと、
  「磁気計算器 MAGSPEC Version 1.2
  がある。
  ・・・・・
と書いた。

さらに「永久磁石 磁束密度計算」での検索を続けていたら、・・・

実験室 - 京浜化学工業
があった。

  ご注意1)このページはJavaScriptを使用しています
  ご注意2)(たぶん)計算値と実測値には差が出ます。参考程度にご利用下さい
  表面磁束密度の計算
  磁石の表面からXmm離れた位置の磁束密度を計算します。
  磁石の寸法とBr値を入力してから「計算」ボタンを押してください。
  Brの値は等方性Baフェライトは2000~2300程度、
  異方性Srフェライトは3800~4400程度です。

  ガウスメータ(テスラメータ)の実測値と比較する場合には
  次の点にご注意下さい。
  ・・・・・
  ・・・・・

と云うことで、

  円柱形磁石
  ・・・・・
  ・・・・・
  角柱形磁石
  ・・・・・
  ・・・・・

とある。
これは「空間磁束密度算出ツール」ですね。


<紙>の前記事:
  因みに、
  「1つ目のツール」で、
  円柱型:直径20mm、長さ10mmの「ネオジム磁石:Neo35」
  の中心線上10mm位置での磁束密度は、
    1,057 Gauss
  となった。
  (この磁石の、残留磁束密度は、11,900 Gauss ですか)

これ相当のものについて、
試してみた。

  円柱形磁石
   ・外径 D(mm):20
   ・厚さ L(mm):10
   ・距離 X(mm):10
   ・Br(ガウス):11,900

で計算してみると、

  磁束密度(ガウス) 1,115

となり、5.5%ほど大きい値になった。


そういうことで、
このページもブックマークした。


それから、
これに続く記事では、・・・

  磁場解析ソフトELF/MAGIC使用記

  2001年に株式会社エルフの磁場解析ソフト「ELF/MAGIC(MINI)」を購入しました。
  今まではノートに書いたり頭の中で想像するだけだった磁力線が
  目で見えるというのは画期的なことです。
  (正確に言えばソフトで描画されるのは磁力線ではなく、
   ある点での磁力ベクトルです)。
  これまでに何度か当社のユーザーからの依頼で磁場解析を行いました。
  相対的な比較を行うのにかなり参考になっているようです。
  なかなか難しくて、使いこなすところまでは行きませんが
  実例を挙げて使用記などを書いてみたいと思います。
  ・・・・・
  ・・・・・


2001年からは、可成りな時間が経過しているが、・・・
実は、
<紙>も「ELF/MAGIC(MINI)」(2004年10月版)を、
某所で使ったりもしている。

<紙>もいつか、
真似をして“使用記”もどきを書きたいナ。


本日はここまで。


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140914

静磁場解析ツール:Super Moment

2014-09-18 :  理科部 部活
永久磁石の作る磁場/磁界/・・・は???
と云うことで、
一週間前(2014-09-11)の記事:
静磁場解析:OpenFOAM/magneticFoam
では、
何故だか、イマイチ???

そこで、しつこく(?)探していたら、・・・
(日本)国産の
Super Moment
磁気モーメント法静磁場解析プログラム
なるものを見つけた。

  ソフト詳細説明:
  電磁石、永久磁石等を用いた機器の磁場解析を行うプログラムです。
  磁性体の磁気モーメント、磁束密度、電磁力等の計算ができます。
  プリ/ポストプロセッサにより、モデルの作成から計算、結果表示まで、
  一貫した作業ができます。いくつかのサンプルも同梱しました。

  動作OS: Windows 2000/98

そして、ダウンロードのページでは、

  ソフト名: Super Moment2.1
  ファイル: spm21va.exe / 3,601,012Bytes / 2001.12.1

ン。
13年前のもの?!(この手のソフトでは、問題無いかナ?)

これ(Super Moment)について検索してみたが、・・・
他には、見つからない???

大丈夫かナ、・・・

“ものは試し”・・・と、
ダウンロードしてみた。


ホスト・マシンに入れるのは早い。
取り敢えず、(VM)の Windows XP に入れてみた。

「.exe」に成っているが、単なる自己解凍書庫。
中は、
「SETUP.EXE」「README.TXT」他、全6ファイル。

README.TXT を見ると、
インストールは、・・・
  本プログラムのインストールには・・・解凍し、
  "setup.exe"を実行します。
とか。
そして、
  本プログラムはウィンドウズレジストリを使用しています。
  必要に応じて、レジストリエディタで以下の
  レジストリの項目を削除して下さい。
だそうな。

やってみた。
「C:/Program Files/SPMom/」が出来て、
そこに、
「System」と「Samples」の2つがあった。

“スタート・メニュー”には、
“BatSlv”、“ソルバ”、“プリ/ポストプロセッサ”、“マテリアルメンテナ”
の4つ。


最初、
どうやって使うのは分からず、・・・・・放置。


日を改めて、動かしてみた。

“プリ/ポストプロセッサ”を立ち上げ、
「ヘルプ」を見たら、・・・・・

どうも、ここから入るようだ。

手順は、
 1. 構造を定義
 2. 属性を定義
 3. 解析条件を定義
 4. ソルバを起動

とするようだ。

やってみた。

1. 構造の定義
これでは、
(<紙>の意味で)最小モデルは、
先ず、8つの点を定義する。(3次元空間で、x,y,z 座標)
次に、この8つの点をルールに従って、順番にクリックする。

何とか出来たが、・・・

点の定義もウンザリするが、
ルールに従った順番にクリックするのは一苦労。
3次元空間内で、どれがどの点なのかほぼ判別不能
間違えると、立ち上げ直してやり直し???


2. 属性を定義
これは、標準(?)で、残留磁束密度を1テスラとしたみた。
(後で修正することは(<紙>には)出来なかった)
間違えると、立ち上げ直してやり直し???


3. 解析条件を定義
これは、「磁束密度」を選択。


4. ソルバを起動
ヘルプには、
  「ファイル」メニューの
  「編集中モデルの磁気モーメントの計算」を選択すると、
  編集中のモデルの磁気モーメント等を計算する。
とあった。


で、結果をどうやって表示するの?
ヘルプの「解析結果の表示」に、
  計算済のモデルファイルを読み込んだ場合、計算結果が表示できる。
  表示できるのは磁気モーメント、力等の矢印表示、
  透磁率の色分け表示等である。
とあった。が、????

「グラフの取扱い」に、
  メニューより「解析」・「磁場分布」・「グラフ」を選択する事により
  磁場又は磁束密度分布のグラフ表示が行える。
  グラフ上の「コピー」ボタンをクリックする事によりグラフのイメージを
  ビットマップ形式でクリップボードにコピーする事ができる。
  この機能により、ワードプロセッサ等にグラフを貼り付ける事ができる。
そう???

一応表示できた。


計算結果の値を、
前回(2014-09-14)の記事:
空間磁束密度算出ツール2題
の計算器ツールの結果と比較してみた。
Web計算器ツールの値の、大凡 1.066 倍だった。


で“結論”としては、・・・

ダメダコリャ。

使いづらい


残念ながら、
<紙>的には、却下。


本日はここまで。


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140812,0906

空間磁束密度算出ツール2題

2014-09-14 :  理科部 部活
前回(2014-09-11)の記事:
静磁場解析:OpenFOAM/magneticFoam
では、上手く計算出来ない???

やりたいことは、
“永久磁石”が作り出す“空間の磁束密度”を知りたい。

そこで、
永久磁石 磁束密度計算
で検索してみた。

1番目に、「NeoMag」社の
磁石空間磁束密度と吸着力計算(円柱型)
が見つかる。

また、「マグネット専門のマグネット・ジャパンQ&A」が見つかるが、
このページから“トップ”に行くと、
磁気計算器 MAGSPEC Version 1.2
がある。

以上2つのWeb版ツールでは、

“円柱型”、“角柱型”、“リング型”などの永久磁石が作る、
表面から“中心線上の”指定位置での“磁束密度”を算出してくれる。


因みに、
「1つ目のツール」で、

円柱型:直径20mm、長さ10mmの「ネオジム磁石:Neo35」
の中心線上10mm位置での磁束密度は、
  1,057 Gauss
となった。
(この磁石の、残留磁束密度は、11,900 Gauss ですか)


また、「2つ目のツール」では、
  111.25 mT  即ち、1,112.5 Gauss
となった。
(この磁石の、残留磁束密度は、1,195 mT 即ち、11,950 Gauss)


これらサイトは、使えますね。

ブックマークしました。

本日はここまで。


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140905

静磁場解析:OpenFOAM/magneticFoam

2014-09-11 :  理科部 部活
永久磁石の作る磁場/磁界/・・・は???
と云うことで、
静磁場」解析について、
何か良さそうなツールは無いか?
と云うことになった。

60件ほど記事にしている「OpenFOAM」では出来ないのか?

OpenFOAM標準ソルバー一覧
にあった。

最後の方の「電磁気」の区分に、
  magneticFoam : 永久磁石によって生成される磁場用ソルバー
がある。

だが、
OpenFOAM:MS-Windows版まとめ」で書いた、
Windows 版には、全くチュートリアルが無い。

CAELinux 2011:OpenFOAM 決定版?
でも、
「electrostaticFoam : 静電用ソルバー」などの例はあるが、
「magneticFoam」の例は無い。

Web検索でも、・・・同様?
Looking for a magneticFoam working example
  is there anyone having a simple magneticFoam example
   / tutorial / working case that can be shared?
  There is nothing on the subject in the usual tutorial folder!

この質問の回答に、
magneticFoam
があった。

ここに書いてあることを
十分に理解すれば、自分でもサンプル・ケースを作れる???

なんとか作ってみたつもりだが、
Windows版では、メッシュ分割を細かくすると、エラーになる???

CAELinux2011 では、何とか動いたような???
でも、これでもスケールをメートルからミリメートルにすると、
結果がデタラメ???


作ったのは、

「0」フォルダには、“psi”ファイルだけ。

「constant」フォルダの“transportProperties”は、
magneticFoam
にある“magnets”以下の4行のもの。

そして、適当に“faceZones”を定義。


実行は、
“magneticFoam”に、“-noB”“-noH”を指定。



やはり、ド素人には無理がある???


本日はここまで。


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130321,140814

JSmol:ドラッグ&ドロップで読込

2014-07-14 :  理科部 部活
当「<紙>さんLoG」内で、
JSmol」と検索すると、
十数件見つかる。

現在常用ホストマシンに導入したのは、
今年初めの事:
JSmol 導入

以来、1月(2014-01-22)の記事:
JSmol で分子構造データ検索
  ・・・・・
  ・・・・・
  ここで、右の方に(赤ワクで示した)
   「Load MOL by NAME」
  なるボタンがある。
  これを、クリックしたら、
  ・・・・・
  ・・・・・
  と出たので、
  「Sodium Nitrate」と入れて「OK」をクリックした。
  チャント、3Dの構造が表示された。
  そこで、
  HTML5のcanvas領域、即ち、JSmol表示領域内で、右クリックし、
  現れるメニューから、
  「表示」->「MOLデータを抽出」
  としたら、
  コンソール窓が現れて、
  ・・・・・
  ・・・・・
  と(3D構造データの)「.mol」ファイルが得られる!
  ・・・・・
  ・・・・・
とか、

2月(2014-02-11)の記事:
「.cif」ファイルの表示では...
  ・・・・・
  ・・・・・
  この物質の座標データは、「5000092.cif」で得られる。
  このファイルの中では、原子は2つしか定義されていない:
  ・・・・・
  ・・・・・
  ですが、1組5原子(アルミが2つ、酸素が3つ)で、
  1ユニットセル内に6組入っているとある。
  つまり、単位格子内には30原子あることになる。
  それで、このファイルを読み込んでみた。
  JSmol・・・・・36原子、54結合。
  ・・・・・
  ・・・・・
とか、

とか。

何度か、ローカルに導入したものを使っている。


ここで、対象物質を表示するときに、
JSmol表示領域に、
物質の「.cif」「.xyz」「.mol」「.pdb」ファイル何れでも、
ドラッグ&ドロップするだけで、ロード・表示してくれる。
コトに(今頃になって)気付いた。


このドラッグ&ドロップでの読み込みは、Web版でも出来る!

因みに、
JSmol 導入
で、
  ・・・・・
  「COD:Crystallography Open Database」
  で、1つ( WO3 )を検索して、
    COD ID:1004057
  を見つけ、
  ・・・・・
と書いた、
「1004057」は表示がショボイ(?)ので、
次のCOD-IDの「このページ」にしたが、
これを開いて、・・・

JSmol表示領域(黒い部分)に、
「.cif」「.xyz」「.mol」「.pdb」ファイル何れでも、
ドラッグ&ドロップしてみる。

チャント、表示される。

これは使えますね。

右クリックメニューから“コンソール”を選んで、
「load ・・・」と入力する手間が省ける。

と云うことで、
本日はここまで。


Python 学習に戻る???


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140711

共有結合半径:値一覧

2014-07-08 :  理科部 部活
5ヶ月前(2014-02-03)の記事:
NaNO3 を、JSmol で表示すると…
や、
その1週間後(2014-02-11)の記事:
“.cif”ファイルの表示では...
で、
座標値だけから原子間結合を判定している様子について書いた。

つまり、各ツールは“共有結合半径”の値を保持している?

なお、
5年前(2009-03-24)に、
部活:共有結合半径
を書いているが、・・・

改めて、
そのデータを調べてみた。

(1)Winmostar

インストールディレクトリにある「atoms1.wmx」ファイルにあった。
ファイル先頭から酸素まで:

20000 113 1 0 1 1 0
0 LP 0.828 000170170 0.00000 0.200
1 H 1.200 255255130 1.00794 0.290
2 HE 1.700 217255255 4.00260 1.300
3 LI 1.700 204128255 6.94100 1.230
4 BE 1.700 194255000 9.01218 0.900
5 B 1.700 255181181 10.81100 0.820
6 C 1.700 100130100 12.01100 0.770
7 N 1.550 048080248 14.00674 0.750
8 O 1.520 255013013 15.99940 0.730




(2)Avogadro

インストールディレクトリの bin ディレクトリにある「element.txt」ファイルにあった。
ファイル先頭の集団コメントの次から酸素まで:

#Num Symb ARENeg RCov RBO RVdW MaxBnd Mass ElNeg. Ionization ElAffinity Red Green Blue Name
0 Xx 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0 0.00 0 0 0.07 0.50 0.70 Dummy
1 H 2.20 0.31 0.31 1.10 1 1.00794 2.20 13.5984 0.75420375 0.75 0.75 0.75 Hydrogen
2 He 0.00 0.28 0.28 1.40 0 4.002602 0.00 24.5874 0 0.85 1.00 1.00 Helium
3 Li 0.97 1.28 1.28 1.81 1 6.941 0.98 5.3917 0.618049 0.80 0.50 1.00 Lithium
4 Be 1.47 0.96 0.96 1.53 2 9.012182 1.57 9.3227 0 0.76 1.00 0.00 Beryllium
5 B 2.01 0.84 0.84 1.92 4 10.811 2.04 8.298 0.279723 1.00 0.71 0.71 Boron
6 C 2.50 0.76 0.76 1.70 4 12.0107 2.55 11.2603 1.262118 0.40 0.40 0.40 Carbon
7 N 3.07 0.71 0.71 1.55 4 14.0067 3.04 14.5341 -0.07 0.05 0.05 1.00 Nitrogen
8 O 3.50 0.66 0.66 1.52 2 15.9994 3.44 13.6181 1.461112 1.00 0.05 0.05 Oxygen




(3)CIF2Cell

インストールディレクトリにある「elementdata.py」ファイルにあった。
プログラム・ソースコードの中にあるので、
ファイル途中から酸素まで:

# Covalent radii
self.CovalentRadius = {
'H' : 0.32 ,
'D' : 0.32 ,
'Ne' : 0.71 ,
'F' : 0.72 ,
'O' : 0.73 ,

# Covalent radii, stolen from Jmol
self.CovalentRadius2 = {
'H' : .230,
'D' : .230,
'He' : .930,
'Li' : .680,
'Be' : .350,
'B' : .830,
'C' : .680,
'N' : .680,
'O' : .680,


こちらは、
自前(?)と、“Jmol”からの引用(?)
盗用(?):stolen - weblio
 【動詞】
  →steal の過去分詞.
 【形容詞】【限定用法の形容詞】
  盗んだ.
 steal
【動詞】
 盗む
 【類語】 steal は他人のものをこっそり盗む; rob は・・・; pilfer は・・・


(4)Webサイト
「Table of covalent radii」と云うタイトルの
このページ
  Values in this table are based on an analysis
   from the Cambridge Structural Database.
2列の表形式で表示されている。
左側の酸素まで:

Z Symbol r (pm)
1 H 31
2 He 28
3 Li 128
4 Be 96
5 B 84
6 C 76
7 N 71
8 O 66


上記は、以前に“保存”しておいたもの。
だが、このページ現在では、・・・

  「www.profmokeur.ca という名前のサーバが見つかりませんでした。」

になっている。

残念です。

改めて「covalent radii table」で検索してみた。
その中での、
画像検索結果
では、数多くのサイトが見つかる。

この中で、1つ“面白い”かナと思ったのが:
  http://chemistry.about.com/
ですが、・・・・・


本日はここまで。


再び、Python 学習に戻る???


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140215,27,0627

Python 学習:CIF2Cell 再び

2014-06-28 :  理科部 部活
4ヶ月前(2014-02-13)の記事:
CIF2Cell
で、
  ・・・・・
  なので、
  「cif2cell-1.1.0.tar.gz(10.3MB) 2013-11-08」
  をダウンロードした。
  ・・・・・
  ・・・・・

  ・・・・・
  ・・・・・
  必要な「Python 2.4 or higher」については、
  昨年(2013年)の06月15日の記事:
  「SciDAVis:これも 関数 Fittingツール」
  で、「Python 2.6.4」を入れている。

  早速、「D:/TOOL/CIF2CELL」に展開し、
  其処で、
  「Python setup.py install」
  として、インストールした。

  「D:/TOOL/CIF2CELL/build/scripts-2.6/」に、
  「cif2cell」ファイルが出来た。
  これは、Pythonスクリプトファイル!
  (拡張子は無いが)

  試しに、
  何か1つ .cif ファイルをここに持ってきて、
  「Python cif2cell ~.cif」
  としたら、
  このコンソール窓に変換結果が表示された。
  この時、表示された原子数は、
  単位格子の中に有ると(cifファイルに)記述されている数の分だけ表示された。
  ・・・・・
  ・・・・・
と書いている。


本格的に「Python」に填っているので、
改めて、「CIF2Cell」の機能を勉強しようと思った。

そこで、先ずは“動作確認”を!

  Python cif2cell ~.cif

としたが、import で、エラー発生?

?????????????????
考えてみると、・・・

  「Python setup.py install」

とやっている。
当時は、昔導入した Python のまま。

今は、WinPython になっている。

これ( WinPython )に対しても、インストールが必要。
・・・、ですね。

なので、( インストールを ) 実行。

これで、“動作確認”はOK。


やっと、4ヶ月前に戻った。

これから、頑張って、
「CIF2Cell」の学習に入ります。


本日はここまで。

Python 学習は続く、・・・


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140627

Winmostar 補足

2014-02-15 :  理科部 部活
前々回(2014-02-11)の記事:
「.cif」ファイルの表示では...
において「Winmostar」に関して、
  ・・・・・
  ところが、この「.cif」ファイルを元に、
  30原子の座標を定義した「.xyz」ファイルを作ると、
  ・・・・・
  Winmostar・・・44結合。
  ・・・・・
と書きました。

しかし、これには条件があった。

即ち、
「Winmostar」では、結合させるか否かの関して、
パラメータがあるのは失念していた。

原子間距離が、
共有結合半径の和 ( <--- と解釈している )
の何倍までだったら、
原子間同士を結合するか。
と云う
「Connect」
パラメータがあり、
そのデフォルト(既定値)は、
「1.15」
ですね。

それで、この値を「1.10」に減らすと、
「MSV」と同じ、40本になりました。

スバラシイ。


なお、
当該記事の元となった記事:
NaNO3 を、JSmol で表示すると…
で、書いた「NaNO3.xyz」に付いては、
下のキャプチャ画像と如くです。

NaNO3_Winmostar.png

即ち、
右上の赤丸で示した「Connect」の値を「1.06」にすると、
青破線で示す、ナトリウム(Na)と酸素(O)との結合は外される。
この距離は、2.3977ですか。(左上赤下線)

-・・・ -・-
因みに、
Na、O の共有結合半径は、それぞれ、1.54、0.73 で、その和は、2.27。
これの、1.05、1.06、1.07 倍は、それぞれ、2.383、2.406、2.429。
(つまり、1.05 倍超で、1.07倍未満。約1.06倍。)
計算で丸め誤差があるが、
この辺りで、結合するしないの判定が成されている。
?????
・-・ - -・


以上、「Winmostar」に関する記事への補足でした。


今後も、
頑張って、学習します。


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140212

CIF2Cell

2014-02-13 :  理科部 部活
10日ほど前(2014-01-23)の記事:
COD は MySQL 利用
に続いて、「COD」について更に調べていたら、・・・

「サルにでも第一原理計算ができるか?-ABINITを使って-」
なるブログの記事:
セミナーでのチュートリアル
を見つけた。

ここに、
  ・Siの結晶構造の入手
  Inorganic Crystal Structure Database: ICSDから
  Siの結晶構造を入手するのが一番楽と思われます。
   しかし、コマーシャルのICSDは1年間のライセンスで40万円もします。
  ここで欲しい結晶構造の情報とは格子定数、構成原子、
  分率座標、サイト占有率などです。
  基本的にcifファイルがダウンロードできればOKです。
   そこでWebでFreeな
  Crystallography Open Database : CODを使って説明します。
  ・・・・・
とある。

この件は、置いておいて。

その前の記事ですが、
  ・Siの結晶構造の情報
  注意:近いうちにCIF2Cell を用いて結晶構造の入力を説明します。
  今は情けないのですがP1での入力でお許しください。
  ・・・・・
とあるが、
この「CIF2CELL」に注目した。


それで、この「CIF2CELL」について調べてみた。
CIF2CELL - Google 検索
です。

この中から、
(IUCr) CIF2Cell
に注目。

まずは、「IUCr」って何?

  International Union of Crystallography

  The IUCr is an International Scientific Union.
  Its objectives are to promote international cooperation in crystallography
  and to contribute to all aspects of crystallography,
  to promote international publication of crystallographic research,
  to facilitate standardization of methods, units, nomenclatures and symbols,
  and to form a focus for the relations of crystallography to other sciences.

即ち(???)
  連合は、国際科学連合です。
  その目的は結晶学における国際協力を促進して結晶学国際公開メソッド、
  単位、専門語および記号の標準化を促進し、
  他の科学の結晶学の関係の焦点を形成する結晶学的研究を
  促進するためのすべての側面に貢献します。
ってこと???(何のこっちゃ)


まぁ、これも置いておいて、・・・

(IUCr) CIF2Cell
ページの「Description:」では、、
  CIF2Cell generates the geometrical setup of
  a crystallographic cell for a number of electronic structure programs
  from data contained in a CIF file.
  Generates input for the codes ABINIT, CASTEP, CPMD, Crystal09, Elk,
  EMTO, Exciting, Fleur, RSPt, Siesta and VASP.
===
  CIF2Cell は CIF ファイルに含まれるデータから電子構造プログラムの数の
  セルが結晶の幾何学的なセットアップを生成します。
  ABINIT, CASTEP, CPMD, Crystal09, Elk, EMTO, Exciting, Fleur, RSPt,
  Siesta and VASP コードの入力を生成します。
?????


要は、「CIF2Cell」とは、
  CIF 形式ファイルを読み込んで、第一原理計算の為の
  各種ツール用の入力データを生成する
と云うこと。


これは!!!
「CIF」形式ファイルは、(<紙>にとっては)難しいものだが、
此を読み込んで、例えば、構成原子の座標データが得られる???

早速、「References:」にある、
http://cif2cell.sourceforge.net
に行ってみた。

左ペインの中に、「Download CIF2Cell files」リンクがあった。
今(2014-02-12 朝)現在の最新は、
「cif2cell-1.1.4.tar.gz (2.3 MB)」
ですが、サイズが小さい???
こっちが多分フルセット???
「cif2cell-1.1.0.tar.gz(10.5MB) 2013-11-08」

こんな日本語のページもあった:
CIF2Cell
  CIF2Cell は、様々 な電子構造の幾何学的なセットアップ
  CIF (結晶学情報フレームワーク) ファイルから生成するためのツールです。
  プログラムは現在インストールされているバージョン、ASE シエスタ、
  CASTEP、CRYSTAL09、エルク、エキサイティングなフルール、
  RSPt、SPR KKR、VASP、xyz ファイルを含む、人気のある
  電子構造プログラムの数の出力をサポートします。
  プログラムは、コンピューターの物理通信 182 (2011) 1183-1186 で
  公開されています。寛大に引用してください。

なので、
「cif2cell-1.1.0.tar.gz(10.3MB) 2013-11-08」
をダウンロードした。

上記で、サイズが異なる???

ダウンロードした結果では、10.0MB だった。

展開してみると、2ディレクトリと12ファイルがある。
中の「README」ファイルを見ると、

・・・・・
INSTALLATION INSTRUCTIONS

Prerequisites: The program requires Python 2.4 or higher and the
PyCIFRW python package (which will be installed
automatically if not present, see below for manual
installation instructions). Note however that the output
may be slightly different (but formally equivalent)
with Python 2.4 than with later versions.

To install the program in your systems standard location, simply type:
python setup.py install
To choose a different location, add
--prefix=where/you/want/it
to the above line. For help and more options type
python setup.py --help

The installation will also create a directory $PREFIX/lib/cif2cell
that contains the manual and sample cif files.
・・・・・

とあった。

必要な「Python 2.4 or higher」については、
昨年(2013年)の06月15日の記事:
SciDAVis:これも 関数 Fittingツール
で、「Python 2.6.4」を入れている。

早速、「D:/TOOL/CIF2CELL」に展開し、
其処で、
「Python setup.py install」
として、インストールした。

「D:/TOOL/CIF2CELL/build/scripts-2.6/」に、
「cif2cell」ファイルが出来た。
これは、Pythonスクリプトファイル!
(拡張子は無いが)

試しに、
何か1つ .cif ファイルをここに持ってきて、
「Python cif2cell ~.cif」
としたら、
このコンソール窓に変換結果が表示された。
この時、表示された原子数は、
単位格子の中に有ると(cifファイルに)記述されている数の分だけ表示された。

これは、使える!!!

Python で有ることが些か引っ掛かるが。
Perl では出来ないのか???


なお、「cif2cell」ファイルに「.py」拡張子を付けると、

マニュアルにある:
「cif2cell 入力CIFファイル名」
の形式で使えますね。
(拡張子無しはダメなのは、Windows OS では仕方がない事)


この「CIF2Cell」については、
頑張って、学習します。


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140206

「.cif」ファイルの表示では...

2014-02-11 :  理科部 部活
今月初め(2014-02-03)の記事:
NaNO3 を、JSmol で表示すると…
では、
「NaNO3.xyz」ファイルについて、
  ・・・・・
  「JSmol」で読み込んで表示させたが、
  結合が3本・・・・・
  ・・・・・
  「MSV:Materials Studio Visualizer
  (有償製品で、今では体験版は無し。)でみると、
  結合が4本である。
  ・・・・・
  完全フリーのツール「Avogadro
  では、4本。
  ・・・・・
  簡単なユーザ登録を行えば、期限付きで全機能試用可能な、
  「Winmostar
  でも、4本。
  ・・・・・
  機能制限付きのフリー版がある、
  「Mercury
  これも、4本。
  ・・・・・
と云う結果であった。


今度は(難しい?)「.cif」形式ファイルについて見てみた。

「CIF」とは、
Crystallographic Information Framework
あるいは、
Crystallographic Information File
のことで、結晶構造を表現する為のフォーマットですか。

それで、「COD」即ち、
Crystallography Open Database
で、
「Al2O3」なる物質を検索してみたところ、
“Al”と“O”だけから構成されるものが43件見つかる。
その中でも、「Al2O3」は多数あるが、
(なぜだか)「COD ID: 5000092」を選んでみた。
(Aluminium oxide)「Space group: R -3 c :H」とある。

この物質の座標データは、「5000092.cif」で得られる。

このファイルの中では、原子は2つしか定義されていない:

_atom_site_calc_flag
Al1 Al3+ 12 c 0. 0. 0.35216(8) 1. 0 d
O1 O2- 18 e 0.3061(5) 0. 0.25 1. 0 d


ですが、1組5原子(アルミが2つ、酸素が3つ)で、
1ユニットセル内に6組入っているとある。
つまり、単位格子内には30原子あることになる。


それで、このファイルを読み込んでみた。

JSmol・・・・・36原子、54結合。

MSV・・・・・・30原子、40結合。

Avogadro ・・・30原子、 1結合。

Winmostar・・・ 2原子、 0結合。

Mercury・・・・17原子、25結合。

(<紙>としては)「MSV」が正解と思っている。

JSmol は、原子数からして多すぎる。
Avogadro は、原子数は正しいが、結合が???
(エンジンである)Open Babel での変換では、2原子のみ。
Winmostar では、ファイル内に定義されている分だけ。Open Babel と一緒。
Mercury は、??? 分からない。

ところが、この「.cif」ファイルを元に、
30原子の座標を定義した「.xyz」ファイルを作ると、

JSmol・・・・・49結合。

MSV・・・・・・40結合。

Avogadro ・・・35結合。
(Open Babl)・・35結合。

Winmostar・・・44結合。

Mercury・・・・44結合。


「JSmol」では、Al-Al 結合が9本も余計。
「Avogadro」では、Al-Al 結合が3本余計で、Al-O 結合が8本不足。
「Winmostar」「Mercury」では、Al-Al 結合が4本余計。


どうなんでしょう?????


更に、学習してみます。


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140209

Silico

2014-02-09 :  理科部 部活
最近の記事:
Win版Avogadro 更新
Winmostar 更新
から、・・・

ふと、「Perl」での処理:
4年前(2009-11-10)の、
PerlMol
PerlMol 導入
を思い出した。

他には?・・・

探していたら、
Silico - a Perl molecular modelling toolkit
を、見つけました。

  Silico is a command line Perl molecular modelling toolkit
   designed to assist in general molecular modelling activities.
  Silico provides file format conversion, molecular manipulation
   and analysis and a simple way to write wrapper scripts around
   other preexisting software packages.

  Silico uses the Perl programming language
   which is installed by default on Macintosh and Linux computers.
  Windows users will need to install a Unix-like environment like Cygwin

とある。

「assist in general molecular modelling activities」とは、
「Avogadro」「Winmostar」に対抗?

「provides file format conversion」とは、
「OpenBabel」に対抗?

そして、
「uses the Perl programming language」なら、
<紙>のお気に入り!

「need to install ・・・ Cygwin」とあるのは、些か気になるが???


取り敢えず、
上の「Installation」メニューのページにある、

  ・・・・・
  Download the GNU tarball package silico.tar.gz from ・・・
  ・・・・・

からダウンロードさせて頂いた。

「silico.tar.gz」(820KB)

です。


ところが、
HOME ページ
の2行目:
  The silico project page is here: ・・・
にある「http://sourceforge.net/projects/silico/」
からでは、
  「silico-0.12.tar.gz」(1.2MB)
?????


よく分からないが、上記ダウンロードしたものを、
「D:/TOOL/Silico/」に展開してみた。

(ディレクトリ名が重複するかもしれないが)
「D:/TOOL/Silico/silico/」以下に5つのディレクトリがある。


そして、
環境変数「SILICO_HOME」に、「D:/TOOL/Silico/silico」を設定し、
「Path」には、「D:/TOOL/Silico/silico/bin」とした。

それで、
「「D:/TOOL/Silico/silico/bin/」に(拡張子無しで)122ヶあるが、・・・

「HOME ページ」から「Use」のページを見ると、
  「read_write_mol2 aconitine.sdf」
とかあったので、

DOSプロンプトで、
「Perl read_write_mol2 hogehoge.mol >hoge.mol」とかやってみたら、
変換(?)された。


例えば、全てに「.pl」を付加すると、
「read_write_mol2.pl hogehoge.mol >hoge.mol」で使える。

これなら、
特に、「Cygwin」は要らないナ。


更に、学習してみます。



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140128

Winmostar 更新

2014-02-07 :  理科部 部活
前記事(2014-02-05)「Win版Avogadro 更新
に続いて、・・・


元記事(2014-02-03):
NaNO3 を、JSmol で表示すると…
では、
「Winmostar」は、イマイチ残念だった。
しかし、捨てがたいものである。

それで、今使っているのは、
5年前の、2009-08-03 の記事:
部活:MOPAC 2009 導入
に有るように、「V3.80b」で、VM の Win-XP に導入したもの。
そして、
  ・・・・・
  但し、正確には、Winmostar(14ヶ月)も、MOPAC 2009(12ヶ月)も期限付きです。
  ・・・・・
と書いているように、完全フリーでは無い。


ですが、現在(2014-02-初)では、
Winmostar(TM) JP home
  ・・・ Last Update 2014/1/8
  ・・・・・
また、「Winmostar」に「TM」が付いている。
これまで「WinMostar」と中間を“M”と大文字にしていたが、
「Winmostar」と小文字にすべきですね。


それで、再度利用登録をし、
最新版「winmostar0_setup_4.102.EXE」(7.90MB)
をダウンロードさせて頂いた。
これは、
  ・・・・・
  [ライセンスタイプ] 一般用試用
  ・・・・・
  このライセンスは 3 ヶ月有効です。
  ・・・・・
となっている。
(ド素人の試用期間は厳しくなった)


そして、これも「Avogadro」と同じく、
今回はホスト(Win7x64)マシンにインストールした。


と、・・・・・

構造最適化ツールは?・・・

上記記事「部活:MOPAC 2009 導入
の如く、(当時としての)最新版でした。

これを、VMマシンからコピーして、
ホストに持ってきた。
「Winmostar」の「パスの設定」メニューでPathを設定した。

何とか、ホストでも「Winmostar」経由で「MOPAC2009」は使える。
(但し、「MOPAC2009」は古いゾ!とか出るが)

で、今は?・・・

Stewart Computational Chemistry - MOPAC Home Page
の如く、
 「MOPAC2012」
が最新。
そして、これは、
  MOPAC2012 is MOPAC2009 plus the PM7 and PM7-TS methods.
とある。

一寸漁ってみたら、
こんなページがあった。
「菱化システム」の「MOPAC2012
  ・・・・・
   PM7は次の特長をもつ新しいモデルハミルトニアンです。
  ・Diffuse関数により分子間力の推算精度が向上
  ・精度の高い生成熱および構造の予測
  ・すべての主族元素および遷移金属のサポート
  ・・・・・
こちら(「菱化システム」)は、製品販売代理店(?)

それで、本家では、
  ・・・・・
  If you qualify for Academic not-for-profit use and
   already have a password for MOPAC 2009, go straight to download,
   otherwise request a password and download.
  ・・・・・
だそうで、
「not-for-profit use」だし、(「Academic」か???)、
一応(?)「already have a password for MOPAC 2009」

なので、(パスワード要求を飛ばして)
直接、ダウンロードのページに行ってみた。

 ・ Download 64-bit MOPAC2012 for Windows (・・・)
 ・ Download 32-bit MOPAC2012 for Windows (・・・)
  32-bit MOPAC2012 runs about 25% faster than 64-bit MOPAC2012

とあるので、(処理速度の速い)
32ビット版を、ダウンロードさせて頂いた。

「MOPAC2012_with_a_window_for_WINDOWS_32_bit.zip」(4.12MB)


インストールについては、
何かと(勝手に)お世話になっている、木原先生のページ:
MOPAC2012のインストール
にあった。
  「Download stand-alone 32-bit MOPAC2012 for Windows」
  の方が良かったのかな?

※※※ 確かに、・・・・・
 ※Winmostarで利用する場合は、stand-alone版を選択してください。
 includes a small run-time window版は、
 実行時にQuickWinのウィンドウが開き、経過の一部が画面に表示されます。
 終了時にボタンをクリックしてウィンドウを閉じる必要があります。
※※※


旧「MOPAC2009」では、「.exe」1つだったが、
今度の「MOPAC2012」は、「.exe」の他に「.dll」も必要。


それで、「C:/Program Files/MOPAC/」に解凍し、
「Winmostar」で、「パスの設定」を行った。


試し、・・・

「PM7」が使えた!!!


更に、学習してみます。



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140131

Win版Avogadro 更新

2014-02-05 :  理科部 部活
前記事(2014-02-03)「NaNO3 を、JSmol で表示すると…
では、久しぶりに化学系のツールを立ち上げた。

そこでは、「Avogadro」が最高でした。
「NaNO3.xyz」を表示すると、結合がキチント(?)4本になる。

ところで、「Avogadro」は、
2年以上前の、2011-12-21 の記事「MS-Windows でAvogadro
で、
  ・・・・・
  取り敢えず、ホスト(Win7x64)じゃなくて、XP です。(それも、VM マシン)
  導入手順は、簡単です。
  「Avogadro の Main Page」を開き、
  下・左の「Navigation」にある
  大きな「Get Avogadro」ボタンをクリック。
  現在は、「Avogadro-1.0.3-win32.exe」がダウンロードできる。
  ダウンロードまでは、ホスト(Firefox)で行った。
  そして、VM の XP マシンにコピー。
  標準で、(PATH は設定するにして)インストール。
  これで、完了。
  ・・・・・

それで、今ではどうなっているのか?・・・

現状(2014-02-初)では、
「Avogadro-1.1.1-win32.exe」となっている。
(Avogadro 2 0.7.2 もリリースされているが)

それなりに、バージョンアップされているので、
新しいものを導入することにした。
これ(バージョン1.1.1:9.98MB)をダウンロードし、
今度はホスト(Win7x64)にインストールした。
Path はキチンと設定された。

ですが、
メイン・ページには、
 ・・・・・
 ・Flexible: Features include Open Babel import of chemical files,・・・
 ・・・・・
などとある。

つまり、各種形式のファイルは、「Open Babel」で変換している?
この「Open Babel」については、
4年以上前(2009-11-02)の記事「OpenBabel for Win GUI
で書いていた。
当時は、2.2.3b でした。

こちらも、置き換えることにするか?

Open Babel」を見ると、
今は、2.3.2a ですね。
「OpenBabel2.3.2a_Windows_Installer.exe」(11.7MB)をダウンロードして、
やはり、ホスト(Win7x64)にインストールした。

確認のため、GUI版を立ち上げて、変換テスト。
「NaNO3.xyz」を入力して、「NaNO3.mol」で出力すると、
チャント結合が4本となった。

コマンド(CUI)では、
「babel NaNO3.xyz NaNO3.mol」
とかで、
「babel -ixyz NaNO3.xyz -omol NaNO3.mol」
とかで、ファイル形式変換が行われる。

こう変換されれば、
出力された「NaNO3.mol」を「JSmol」で表示させれば結合4本ですね。

「JSmol」に拘るなら、「Open Babel」を利用することになるのかナ?


もう少し、学習してみます。



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140125

NaNO3 を、JSmol で表示すると…

2014-02-03 :  理科部 部活
NaNO3 なる物質「硝酸ナトリウム」について、
この化学物質は、5つの原子から構成され、
それらの座標を「.xyz」ファイル形式で表現すると、
以下の通りでしょうか。
5
NaNO3 : Sodium Nitrate
Na 2.170377 7.394214 0.000000
N 5.091654 7.394214 1.398583
O 4.016332 8.015051 1.398583
O 6.166976 8.015051 1.398583
O 5.091654 6.152539 1.398583


このファイルを「JSmol」で読み込んで表示させたが、
NaNO3_JSmol.png
結合が3本(窒素と3つの酸素)のみで、ナトリウムが孤立している。


しかし、
MSV:Materials Studio Visualizer
(有償製品で、今では体験版は無し。)
でみると、
NaNO3_MSV.png
結合が4本である。


それで、ほかのツールではどうなるのか???

試してみた。


完全フリーのツール「Avogadro
では、4本。

簡単なユーザ登録を行えば、期限付きで全機能試用可能な、
WinMostar
でも、4本。

機能制限付きのフリー版がある、
Mercury
これも、4本。


一方、
非商用の用途では無料の、
VESTA
だと、3本。

完全フリー(?)の
Facio
も、3本。

Discovery Studio (DS)の一部である表示ツールで、フリーな、
DSV」:DS Visualizer
は、「.xyz」ファイルは非対応?(何も表示されない。)


こうなると、「Avogadro」が最高???
次は、「WinMostar」や「Mercury」でしょうか?

一方、
「VESTA」や「Facio」は、「JSmol」と一緒で、イマイチ?
「DSV」は対象外。


もう少し、学習してみます。



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140125,0201

Chemical Identifier Resolver

2014-01-29 :  理科部 部活
前記事「NCI/CADD の情報」で、

先週(2014-01-22)の記事:
JSmol で分子構造データ検索
で書いた、
NCI/CADD Group Chemoinformatics Tools and User Services
についてまとめたつもりだったが、・・・・・


JSmol 導入」で、見つけた、
「simple.htm」が参照している「NCI/CADD」のサービスに付いて見落しがあった。

当該ホーム・ページ:
NCI/CADD Group Chemoinformatics Tools and User Services
の2番目に載っている、
Chemical Identifier Resolver
を使って、物質構造を検索していた。
のだった。


Getting started ...

This service works as a resolver for different chemical structure identifiers and allows one to convert a given structure identifier into another representation or structure identifier.
It can help you identify and find the chemical structure if you have an identifier such as an InChIKey.
You can either use the resolver web form above or use the following simple URL API scheme:

http://cactus.nci.nih.gov/chemical/structure/"structure identifier"/"representation"

Example: Chemical name to Standard InChIKey:

http://cactus.nci.nih.gov/chemical/structure/aspirin/stdinchikey

The service returns the requested new structure representation with a corresponding MIME-Type specification (in most cases MIME-Type: "text/plain").
If a requested URL is not resolvable for the service an HTML 404 status message is returned.
In the (unlikely) case of an error, an HTML 500 status message is generated.


とかいてある。

即ち(?)

 このサービスの異なる化学構造識別子リゾルバーとして動作し、
別の表現に与えられた構造識別子または構造識別子に変換することができます。
 それは識別し、InChIKey などの識別子を持っている場合、
化学構造を見つけることができます。
 上記の競合回避モジュールの web フォームを使用してまたは、
次の簡単な API の URL スキームを使用しています。

  ~~~/chemical/structure/構造識別子/表現形式

         例:名称から InChIKey への変換:
       ~~~/chemical/structure/aspirin/stdinchikey

 サービスは、要求された新しい構造表現に対応する MIME タイプ仕様(大抵、
MIME-Type は、"text/plain" )を返します。
 要求された URL が、サービスを解決できない場合は、
HTML 404 ステータス メッセージが返されます。
 (もしも)エラーの場合、HTML 500 ステータス メッセージが生成されます。

って、分かるかな???


翻訳精度については、置いておいて、・・・・・


元に戻って、

Chemical Identifier Resolver
で、

最初の入力フィールド「Structure Identifier:」に、
例えば(前回記事の)「Sodium Nitrate」と入力し、

次の「convert to:」ドロップダウン選択ボックスでは、
「TwirlyMol(3D)」なんかを、選ぶと面白いかも。

そうして、「Submit」ボタンを押す。

すると、

URL: http://cactus.nci.nih.gov/chemical/structure/Sodium%20Nitrate/twirl

と出て、

マウス・ドラッグで回転させることができる分子構造図が表示される!!!


ここで、
これを表示しているページのURL:
「http://cactus.nci.nih.gov/chemical/structure」
に追加してみる。
「/Sodium Nitrate/file?format=sdf&get3d=True」
を。

つまり、

http://cactus.nci.nih.gov/chemical/structure/Sodium Nitrate/file?format=sdf&get3d=True

として、
そのページを表示してみる。

なんと、

NNaO3
APtclcactv01281419273D 0 0.00000 0.00000

5 3 0 0 0 0 0 0 0 0999 V2000
-2.6114 0.0000 0.0272 N 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
-3.3139 -0.9034 -0.3898 O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
-1.5859 -0.2557 0.6326 O 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
-2.9320 1.1592 -0.1655 O 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7.0420 -0.0001 -0.0703 Na 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 2 2 0 0 0 0
1 3 1 0 0 0 0
1 4 1 0 0 0 0
M CHG 4 1 1 3 -1 4 -1 5 1
M END
$$$$

が表示されました!!!

これは、

JSmol で分子構造データ検索
で書いた、
「JSmol」が
「表示」->「MOLデータを抽出」
でコンソールに表示しているデータの内容と同一だった。

これは、
前記事「NCI/CADD の情報」に、
追加しないといけない。


頑張ります???


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140126

JSmol で分子構造データ検索

2014-01-22 :  理科部 部活
前記事:
JSmol 導入
の如く、
JmolのHTML5(JavaScript)版「JSmol」を導入した。

展開したディレクトリ:
D:/TOOL/JSmol/jsmol/
の中を見ていたら、・・・

いろいろサンプルファイルがあるが、
「simple.htm」は面白そう。


Webブラウザで開いてみて見ると、
JSmol_simple_x.png
が現れる。

ここで、右の方に(赤ワクで示した)
 「Load MOL by NAME」
なるボタンがある。

これを、クリックしたら、
JSmol_simple_popup.png
と出たので、
「Sodium Nitrate」と入れて「OK」をクリックした。
チャント、3Dの構造が表示された。

そこで、
HTML5のcanvas領域、即ち、JSmol表示領域内で、右クリックし、
現れるメニューから、
「表示」->「MOLデータを抽出」
としたら、
コンソール窓が現れて、


http://cactus.nci.nih.gov/chemical/structure/Sodium%20Nitrate/file?format=sdf&get3d=True
__Jmol-14_01201421343D 1 1.00000 0.00000 0
Jmol version 14.0.2 2013-12-14 11:44: EXTRACT: ({0:4})
5 3 0 0 0 0 1 V2000
-2.61140 0.00000 0.02720 N 0 3 0 0 0 0
-3.31390 -0.90340 -0.38980 O 0 0 0 0 0 0
-1.58590 -0.25570 0.63260 O 0 5 0 0 0 0
-2.93200 1.15920 -0.16550 O 0 5 0 0 0 0
7.04200 -0.00010 -0.07030 Na 0 3 0 0 0 0
1 2 2 0 0 0
1 3 1 0 0 0
1 4 1 0 0 0
M END


と(3D構造データの)「.mol」ファイルが得られる!


それで、
「http://cactus.nci.nih.gov/index.html」
とは???
  The NCI/CADD group is a research unit
  within the Chemical Biology Laboratory
  at the National Cancer Institute.
即ち(?)
  NCI/CADD グループは国立癌研究所での
  化学生物学研究所内研究ユニットです。
ですか。(例の機械翻訳)

この「NCI/CADD」ページの中に、
Chemical Structure Lookup Service (CSLS)
がある。

因みに、
2番目の「Search by Text String」
のフィールドに、
「NaNO3」
と入力して、
下にある「search」ボタンをクリック。

すると、
右側の「Chemical IDs」に、

  uuuuu   98B3C7BD518FA27F-uuuuu-01
  FICuS   98B3C7BD518FA27F-FICuS-01
  FICTS   98B3C7BD518FA27F-FICTS-01
  Formula  NNaO3
  InChI   InChI=1S/NO3.Na/c2-1(3)4;/q-1;+1
  InChIKey InChIKey=VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N

が出てきた。


まあ、これは置いておいて、・・・・・


最初に見つけた、
「JSmol」の「simple.htm」は、
単なるJSmolによるビューアじゃなくて、
分子構造座標データ検索ツールとして使える???

「Sodium Tungstate」= Na2 W O4
だって出来た。

「Sodium Polytungstate」= 3 ( Na2 W O4 )・9 ( W O3 )
だって。

でも、
「Sodium Metatungstate Hydrate」= 3Na2WO4・9WO3・xH2O
は無かった?

尚、以上の英語による名称は、
American Elements
から得たものです。


更に学習してみます。


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140120

OpenFOAM:MS-Windows版まとめ

2013-12-29 :  理科部 部活
先日(2013-12-25)の記事:
今年後半の記事まとめ
でも書いたが、
  ・・・・・
  一時期「Elmer」に填った。
  (今は、OpenFOAM に戻っている)
  「Elmer:並列計算実行」で書いた、
  「OpenFOAM:MS-Windows版 もう一つ」の方に移っている。
  ・・・・・

そこで、
この“もう一つの”ものについて整理する。


Windows版で、64ビットモードで、マルチ走行出来る、ものは、・・・

PENGUINITIS - OpenFOAM 情報
  ・・・・・
  ・ Windows 版を使う。
  OpenFOAM 2.1.x for Win64
   OpenFOAM 2.1.x for Win64
   Windows ネイティブな OpenFOAM 2.1.x。Open MPI によるパラレルに対応。
  OpenFlow: OpenFOAM for Windows
   Symscape
   Windows 用にビルドした OpenFOAM を有償で提供している。
   ビルド手順とパッチが公開されている (OpenFOAM 2.1.x on Windows 64-bit with MS MPI)。
  blueCFD
   blueCAPE
   Windows 用にビルドした OpenFOAM + α を有償で提供している。シングルコア版は無料。
つまり、
1番目の「OpenFOAM 2.1.x for Win64」は、<紙>が「OpenFOAM:MS-Windows版」で書いたもので、
2番目の「OpenFOAM 2.1.x on Windows 64-bit with MS MPI」は、自作(?)手順。
3番目は、有償製品で、無償なのはシングル版。

それから、
<紙>が「OpenFOAM:MS-Windows版 もう一つ
で書いた「Ect」さんが作ったものもある。

以上の4種類の中では、
結局、2つのみ。


この内、「Ect」さんのものの方が、
パラレル環境が「MPICH2」であり、
ダウンロードが手間無く all-in-one で出来ることから、
<紙>にとっての決定版。


以下、このものについて、インストールから使用法までのまとめ。


ダウンロードは、
http://ge.tt/2SfcweG/v/0?c から、「OpenFOAM-2.1.7z」(107 MB)

これを、適切な場所に解凍する。
<紙>は、「D:/TOOL」ディレクトリに解凍。

「D:/TOOL/OpenFOAM-2.1」ディレクトリを見ると、
「DOS_Mode.bat」「setvars.bat」「smpd.bat」
がある。
また、「OpenFOAM-2.1.0」ディレクトリが本体で、
「ThirdParty-2.1.0」ディレクトリの中に、
「mpich2-1.4.1p1」と「ParaView-3.12.0」がある。
以上が、all-in-one と云うこと。


シミュレーション計算をする方法:

(1)シングル走行なら、
 「DOS_Mode.bat」をダブルクリックして、
 現れる「DOS窓」の中で作業する。
 例えば、
 「blockMesh」コマンドで、メッシュ生成し、
 「icoFoam」コマンドで、計算実行。
 結果は「paraFoam」コマンドで「paraview.exe」を起動して、眺める。
以上、Linux ネイティブ版と同じように出来る。
但し、残念ながら、非常に有用な「PyFoam」は使えない。
これは、MS-Windows の仕様(?)の為。

(2)パラレル走行では、
 先ず、「smpd.bat」をダブルクリックして、DOS窓を開く。
 これは、そのままにしておく。
 それから、上記(1)同様。
 「DOS_Mode.bat」をダブルクリックして、
 現れる「DOS窓」の中で作業する。
 「blockMesh」コマンドで、メッシュ生成し、
 「decomposePar」コマンドで、メッシュ分割。
   この時、「decomposeParDict」では「method」として「scotch」を使う。
 そうして、
 「gompi icoFoam」コマンドで、計算実行。
   「mpiexec -n 3 myapp.exe」の様な「mpiexec」では無く、
    並列実行数の指定も要らない!
 「reconstructPar」コマンドで、メッシュ併合。
 結果は「paraFoam」コマンドで「paraview.exe」を起動して、眺める。
となる。


と云うことで、
来年は、基本的にこの Windows版 OpenFOAM ( x64、MPICH2 ) 版がメイン。
ソルバーのカスタマイズをしたくなったら、
CAELinux 2011:OpenFOAM 決定版?
でしょうか???


頑張ろう!!!


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131217

SciDAVis:これも 関数 Fittingツール

2013-06-15 :  理科部 部活
本文の前に、
-・・・ -・-
現時点での、blogramのランクインカテゴリは、
5、1、4、1、0 1、0、2、1、0(43)で、換算ポイント 90pt 。
・-・ - -・

さて、本文。

前回の「QtiPlot:関数 Fittingツール」で、
Wikipedia の記事「QtiPlot」を引用しているが、

  Alternatives

    Main article: Origin (software)#Alternatives and clones
    See also: List of graphing software

  ・ SciDAVis, forked from QtiPlot in 2007
  ・ LabPlot, another Origin clone
  ・ Fityk, MagicPlot more focused on curve fitting
  ・ peak-o-mat, similar to Fityk
  ・ HippoDraw, focussed on graphing
  ・ Veusz, written in Python
  ・ ParaView, for visualizing huge datasets

とある。

それで、「Origin (software)#Alternatives and clones
を見てみた。

  Alternatives and clones

    See also: List of graphing software

  Similar proprietary software includes:
  ・ SigmaPlot
  ・ GraphPad Prism
  ・ IGOR Pro

  Open-source projects inspired by Origin:
  ・ QtiPlot
  ・ SciDAVis, a fork of QtiPlot
  ・ LabPlot, project merged with SciDAVis
  ・ SciGraphica, dormant since 2005

  Other open-source graphing and data analysis software:
  ・ gnuplot, script-driven plotting
  ・ R, statistics
  ・ Fityk, data vizualisation and fitting
  ・ Matplotlib, a plotting library for the Python (programming language)
  ・ Sage_(mathematics_software), an interface for Matplotlib and other plotting software


つまり、

代替ソフトやクローン・ソフト

有償製品
  ・ SigmaPlot
  ・ GraphPad Prism
  ・ IGOR Pro

Origin に触発されたオープン・ソース・プロジェクト
  ・ QtiPlot
  ・ SciDAVis, a fork of QtiPlot
  ・ LabPlot, project merged with SciDAVis
  ・ SciGraphica, dormant since 2005

その他のグラフ作成/データ解析ソフト
  ・ gnuplot, script-driven plotting
  ・ R, statistics
  ・ Fityk, data vizualisation and fitting
  ・ Matplotlib, a plotting library for the Python (programming language)
  ・ Sage_(mathematics_software), an interface for Matplotlib and other plotting software


なお、
 「See also」の方は、
 「List of graphing software
と、沢山のソフトが、一覧表示されている。

また、日本語のサイトは、
グラフ作成ソフト
ですか。



それで、「オープン・ソース・プロジェクト」の4つについて、

「QtiPlot」は前回、Ubuntu 12.04 LTS x64 で試した。
「LabPlot」は、「CAELinux2011」即ち「Ubuntu 10.04 LTS x64」で。
残る2つの内、「SciGraphica」は、2005年で開発がストップ?

そうすると、「SciDAVis」が残る。

「QtiPlot」から分派したものとある。
また、
「LabPlot」と合流しているとある。


それで、
SciDAVis」を見ると、

  SciDAVis (Scientific Data Analysis and Visualization) is
   an open-source cross-platform computer program for
   interactive scientific graphing and data analysis.
  Development started in 2007 as fork of QtiPlot,
   which in turn is a clone of the proprietary program Origin.

つまり、
SciDAVis は、科学系のグラフ作成/データ解析を対話型に行う、
クロス・プラットフォームのオープン・ソース・ソフトである。
2007年に QtiPlot から枝分かれしてスタートし、
有償製品である Origin のクローンを目指している(?)



本家「SciDAVis - Welcome
を見てみた。

右欄には、
  SciDAVis 0.2.4 released
  2010-03-27 23:31:00 +0100

左欄にある、
download」リンク先には、

Linux 系では、
 ・Ubuntu (starting with 10.04, Lucid Lynx)
等々。

で、
MS-Win 版もある!!!

  Thanks to Mauricio Troviano, we have an installer for Windows.

  The installer contains the necessary Qt dlls,
   is able to download and install Python and PyQt.
  The manual is not included due to its size and
   our intention to update it independently of the main releases.
  Note: The installer is designed for 32bit Windows.
     It is reported to run on 64bit Windows
      as well as long as the 32bit version of Python is installed.

このインストーラは、
Qt の dll 群も含めた、オール・イン・ワン。
サイズの問題から、マニュアルは別になっている。
32ビット版のみ。でも、64ビットOSでも動作する。


早速、ダウンロードさせて頂いた。
「scidavis-0.2.4-win32-setup.exe」(9.55MB)

続けてインストールへ。
今回は、初めからホストマシンに。( MS-Win 7 x64 )
途中、(ホストには、Pythonはインストールしていなかったので)
「“Python 2.6”をインストールするか?」
と聞いて来た。(Python では、V2系とV3系は違うみたいですね。)

入れることにした。「V2.6.4」でした。



それから、マニュアルもダウンロードした。
「scidavis-manual-0.1_2008-02-28.zip」(4.51MB)

これを見ながら、少し弄ってみた。

マニュアルには、誤植(?)が多い。
プログラムの改修とマニュアルの訂正が一致しないのか???


SciDAVis.png


fork しただけあって、
見た目は「QtiPlot」そっくりですね。


これで、決まりか?????


もう少し、勉強してみます。



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