小型ロケット飛翔シミュレータ教材

工学部1〜3年生向けのハンズオン形式の教材です。Pythonを用いた数値計算の基礎から、ロケットの3次元飛翔シミュレーションまでを段階的に学びます。

学習目標

• Pythonによる数値計算、可視化、外部ファイルアクセス、関数化、オブジェクト指向、ライブラリ化
• 数値計算スキーム（オイラー法、ルンゲクッタ法）
• ロケットの飛翔モデル化と空気力学
• 座標変換（オイラー角、クォータニオン）

目次

Part 1: Pythonの使い方

1. NumPy - 配列操作と数値計算
2. Matplotlib - グラフ描画と可視化
3. pandas - データフレームとCSV入出力
4. 関数化 - コードの整理
5. オブジェクト指向 - クラスの基礎
6. ライブラリ化 - モジュールとパッケージ

Part 2: ロケットの物理と数学

1. 運動方程式と数値解法
2. 空気力の基礎
3. 座標系と座標変換

Part 3: 数値計算の実装

1. オイラー法の理論
2. 自由落下の1次元シミュレーション
3. 投射の1次元シミュレーション
4. 空気抵抗付き投射
5. ロケット1次元シミュレーション（JSON設定）
6. ロケット1次元シミュレーション（CSV推力データ）
7. 数値計算スキームの比較
8. ロケットの2次元シミュレーション
9. 座標変換の実装
10. ロケットの3次元シミュレーション（オイラー法）
11. ロケットの3次元シミュレーション（ルンゲクッタ法）

環境構築

pip install -r requirements.txt

ディレクトリ構成

simlec/
├── docs/           # 教材（Markdown）
├── scripts/        # Pythonスクリプト
├── data/           # 入力データ（推力CSV、設定JSON）
├── results/        # 出力結果
└── simlec/         # ライブラリ（Part 1-6で構築）