【python】plotした点の色が値によって変化するアニメーションの作成

Question

前提・実現したいこと

温度解析をするプログラムを作っています。
具体的には、正方形平面の上部の一部に熱を与えて、その温度拡散をアニメーション化したいと考えています。
表現方法は、時刻ごとに粒子毎にマーカーの色を変えることで温度拡散を表現したいと考えています。

プログラミング初心者ゆえ、至らないところもあるかと思いますが、何卒よろしくお願い致します。

発生している問題・エラーメッセージ

アニメーションが動かなく、例えば解析時間をT=10にすると、T=10のグラフが出力されてします。

該当のソースコード

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
import numpy as np
import math
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib import animation
##ダムブレイクモデルにeq2をいれて、1000度を超えたら高粘性を与える


DIM = 2          ##次元
D = 1

#pi = math.pi     ##円周率
r = 1.0            ##粒子半径,アニメーションにのみ使用
dx = 2.0*r         ##初期粒子間距離
h = 1.0*dx         ##1~1.2の間でかける
re = 3.0*h           ##影響半径
##解析範囲の設定
H = 20           ##解析範囲の高さ方向の粒子数
W = 20           ##解析範囲の高さ方向の粒子数
ρ0 = 2700.0        ##水の密度
T = 1.0
dt =0.1
TH_O = 1200
ms = 4

Rx_wall = [] ##壁粒子の位置
Ry_wall = []

Rx_in = [] ##内部粒子の位置
Ry_in = []

C_x_f = 2*re          ##坩堝の左下の粒子位置x
C_x_l = W*(2*r) - 2*re    ##坩堝の右下の粒子番号x


for i in range(0,W):##解析範囲に全ての粒子を入れるとして、その位置情報をRに入れていく
    for k in range(0,H):
        x = r + i*(2*r)
        y = r + k*(2*r)
        if x <= C_x_f and C_x_f <= y:##左上
            Rx_wall.append(x)
            Ry_wall.append(y)
        if y < C_x_f:##真下
            Rx_wall.append(x)
            Ry_wall.append(y)
        if C_x_l <= x and C_x_f <= y:
            Rx_wall.append(x)
            Ry_wall.append(y)

N_wall = len(Rx_wall)    ##壁粒子の数

for i in range(0,W):##解析範囲に全ての粒子を入れるとして、その位置情報をRに入れていく
    for k in range(0,H):
        x = r + i*(2*r)
        y = r + k*(2*r)
        if  C_x_f <= x and x < W*(2*r)-C_x_f and C_x_f <= y :
            Rx_in.append(x)
            Ry_in.append(y)

N_in = len(Rx_in)    ##坩堝内の粒子数
N = N_in + N_wall
#print(Rx_in,Ry_in)
print("粒子数",N,"壁内粒子数",N_in,"壁粒子数",N_wall)
plt.plot(Rx_wall,Ry_wall,color = "k",linestyle = "None",marker ="o",markersize = ms)
plt.plot(Rx_in,Ry_in,color = "b",linestyle = "None",marker ="o",markersize = ms)
plt.show()




Rx = np.zeros(N,dtype=np.float) 
Ry = np.zeros(N,dtype=np.float)
for i in range(N):
    if i < N_in:
        Rx[i] = Rx_in[i]
        Ry[i] = Ry_in[i]
    if N_in <= i:
        Rx[i] = Rx_wall[i-N_in]
        Ry[i] = Ry_wall[i-N_in]
fig = plt.figure()
ims = []

TH = np.zeros(N,dtype=np.float)
r_TH_O = 5

for t in range(int(T/dt)):
    print(t*dt)
    
    for i in range(N):##温度拡散の計算、i粒子について調べる
        dTH = 0
        for k in range(N):##k粒子がi粒子の近傍に存在するか確認
            dis = math.sqrt((Rx[i]-Rx[k])**2 + (Ry[i]-Ry[k])**2)
            s = dis/h
            if s < 1.0 and 0.0 < s :
                fs_s = 7.0/(478.0*math.pi)*(-5.0*(3.0-s)**4.0 + 30.0*(2.0-s)**4.0 -75.0*(1.0-s)**4.0)
                dTH += D*dt*2*(TH[i]-TH[k])*(fs_s/dis)*(2*r)**2
            elif s < 2.0 and 1.0 <= s :
                fs_s = 7.0/(478.0*math.pi)*(-5.0*(3.0-s)**4.0 + 30.0*(2.0-s)**4.0)
                dTH += D*dt*2*(TH[i]-TH[k])*(fs_s/dis)*(2*r)**2
            elif s < 3.0 and 2.0 <= s :
                fs_s = 7.0/(478.0*math.pi)*(-5.0*(3.0-s)**4.0)
                dTH += D*dt*2*(TH[i]-TH[k])*(fs_s/dis)*(2*r)**2
            else:
                continue
        TH[i] += dTH
    for i in range(N):
        if Ry[i] >= H*(2*r)-2*r and r+r*W-r_TH_O <= Rx[i] and Rx[i] <= r+r*W+r_TH_O:##坩堝の照射範囲内にある粒子を強制的に1200度にする
            TH[i]=TH_O
    im = plt.scatter(Rx,Ry, vmin=min(TH), vmax=max(TH), c=TH, cmap="plasma")
    ims.append([im])

cbar = plt.colorbar()        
ani = animation.ArtistAnimation(fig, ims)
#ani.save('時刻歴温度分布,T=60,D=1,dt=0.1,dx=2.gif', writer='pillow')
plt.show()

試したこと

時刻ごとにファイルを出力して、熱が拡散されていることを確認しました。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

すみません。何を書けばいいのでしょうか。

Answer 1

描画結果をappendするループ内でplt.show()すると正常に描画されることから、コードには問題ないと思われます。おかしな挙動ですね。
とりあえず以下のようにintに丸めるとこちらの3.x環境では正常にアニメーション描画できました。

    #im = plt.scatter(Rx,Ry, vmin=min(TH), vmax=max(TH), c=TH, cmap="plasma")
    THi = list(map(int,TH))
    im = plt.scatter(Rx,Ry, vmin=min(THi), vmax=max(THi), c=THi, cmap="plasma")

Comments

[s1920897]

回答ありがとうござます。
視覚的に見ることができるようになりました！
ありがとうございました。