Fortranを利用した数値解析

理系の学生であれば「フォートラン」という単語を聞いたことがある人は多いのではないでしょうか。特に機械や航空、建設系の学生なら、構造設計や耐震計算などで「フォートラン」を使ったプログラムを勉強することも多いでしょう。

その一方で、商用プログラム（汎用ソフト）を用いた解析も大学では主流なので、フォートランを使ったこと無い！っていう人もいるかもしれません。実は僕も構造系の学生でありながら、7日前までフォートランを使ったことがありませんでした（ExcelVBAを多用）。そんな学生やプログラム苦手―っていう人にも勉強できるように説明していきたいと思います（自分も初心者）。※OSはWindows Vistaを用いたものなのであしからず。

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学改訂版/工学社」

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Fortranとは何か？

昔の解析プログラムは、010111000とか0072006Cのように人間には理解できない言葉、いわゆる機械語を頑張って組んでいました。それでは、あまりにも効率が悪いし、ミスも多い（見つけにくい）。ということで考えられたのが人間にも理解出来るプログラミング言語とその言語を機械語に翻訳する「コンパイラ」です。

そのような言語として昔から利用されている言語が「Fortran」。対比としてJavascriptや JAVA,phpのような逐一コードを解釈しながら実行するプログラミング言語のことをインタプリタ言語とよびます。僕の場合は、このインタプリタ言語の方を先に勉強したのでこちらの方が馴染みがあります。しかし、そんな人でもFortranはシンプルで理解しやすい言語だと思います。

Fortranを早速始めてみる

さて、フォートラン始めよう！と思っても、まずは解析するための環境を以下の手順で準備しましょう。安心してください、お金は一切かかりませんので。

１．Fortranのコンパイラをダウンロードする

まずG95Projectのサイトをクリックします。「G95 Binaries」の「Self-extracting Windows x86 」の HTTP若しくはFTPからファイルをダウンロードします。ダウンロードしたら適宜、解凍します。

２．g95をインストール

まず、cドライブに「g95」というフォルダをつくっておきます。次に、g95-MinGW.exeをクリックしてg95をインストールします。しばらく「はい」をクリックしていけばいいのですが、一つだけ注意点があります。「Install」の前に「Destination Folder」（導入先フォルダ）を”c:\g95”にして「Install」をクリックします。その後は、OKを連打してください。

３．コマンドプロンプトの設定

デスクトップにあらかじめ、”Fortranフォルダ”をつくります。また、Windowsの、「全てのプログラム」→「アクセサリ」→「コマンドプロンプト」 →右クリックからショートカットをデスクトップに作成します。コマンドプロンプトのショートカットを作成したら、あらかじめつくったFortranフォルダに突っ込みます。これで、フォートランを使う準備はOKです！