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