Modeling and Simulation in Python (version 2.3)

Contents......Page 3
Preface......Page 10
Modeling......Page 18
The falling penny myth......Page 20
Computation......Page 21
Bikeshare......Page 24
Defining functions......Page 26
Print statements......Page 28
If statements......Page 29
Parameters......Page 30
For loops......Page 31
TimeSeries......Page 32
Plotting......Page 33
Iterative modeling......Page 35
More than one State object......Page 36
Documentation......Page 38
Negative bikes......Page 39
Comparison operators......Page 40
Metrics......Page 41
Functions that return values......Page 43
Loops and arrays......Page 45
Sweeping parameters......Page 47
Incremental development......Page 48
World Population Data......Page 50
Constant growth model......Page 53
Simulation......Page 55
System objects......Page 57
Proportional growth model......Page 59
Factoring out the update function......Page 60
Combining birth and death......Page 62
Quadratic growth......Page 64
Equilibrium......Page 67
Dysfunctions......Page 68
Generating projections......Page 72
Comparing projections......Page 75
Recurrence relations......Page 77
Differential equations......Page 78
Analysis and simulation......Page 80
Analysis with SymPy......Page 82
Differential equations in SymPy......Page 84
Summary......Page 85
Computational tools......Page 87
Under the hood......Page 90
One queue or two?......Page 92
Tree growth......Page 94
The Freshman Plague......Page 97
The SIR model......Page 98
The SIR equations......Page 99
Implementation......Page 100
The update function......Page 101
Running the simulation......Page 103
Collecting the results......Page 104
Now with a TimeFrame......Page 106
Metrics......Page 108
Immunization......Page 109
Hand washing......Page 112
Optimization......Page 115
Unpack......Page 118
Sweeping beta......Page 119
Sweeping gamma......Page 121
Nondimensionalization......Page 124
Contact number......Page 126
Analysis and simulation......Page 129
The coffee cooling problem......Page 132
Temperature and heat......Page 133
Heat transfer......Page 134
Newton's law of cooling......Page 135
Implementation......Page 136
Using fsolve......Page 140
Mixing liquids......Page 142
Mix first or last?......Page 144
Optimization......Page 145
Analysis......Page 147
The glucose-insulin system......Page 149
The glucose minimal model......Page 150
Data......Page 153
Implementation......Page 154
Solving differential equations......Page 159
Least squares......Page 161
Interpreting parameters......Page 162
Computational tools......Page 166
Under the hood......Page 170
The insulin minimal model......Page 171
Low-Pass Filter......Page 172
Thermal behavior of a wall......Page 173
Newton's second law of motion......Page 175
Dropping pennies......Page 177
Events......Page 180
Drag force......Page 182
Implementation......Page 184
Bungee jumping......Page 186
Getting acceleration......Page 189
Baseball......Page 191
Vectors......Page 192
Simulating baseball flight......Page 194
Trajectories......Page 198
The Manny Ramirez problem......Page 200
Finding the range......Page 202
Finishing off the problem......Page 204
Rotation......Page 206
The physics of toilet paper......Page 207
Implementation......Page 208
Analysis......Page 212
Angular acceleration......Page 214
Teapots and turntables......Page 215
Estimating friction......Page 221
Computational tools......Page 224
Bungee dunk revisited......Page 226
Spiderman......Page 227
Kittens......Page 229
Simulating a yo-yo......Page 231
Index......Page 235