質問編集履歴
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成功した事例のコードも付け足しました。
title
CHANGED
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File without changes
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CHANGED
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@@ -3,8 +3,17 @@
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c=1
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とするとき、この二変数関数を二次元のプロットにしたいです・
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+
コード自体にはエラーがないようなのですが、アニメーションにすると波が横に流れるものではなく、値の変わらない一本線になっていました。expの式で最初のテストを行った際は、右から左に波が移っていくアニメーションになっていたのですが、上記のcos,sinの形にするとうまくできませんでした。
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+
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#表示されるエラー
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+
uvals.append(-2*np.sin(t)*np.sin(j))
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+
uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][n-1]))
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+
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+
上の式を使うと、上下に動く式、下の式を使うと、直線が表示されるようになってしまいました。
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+
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+
initial の式を、
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+
np.exp(-0.5*np.power(((x-0.5)/0.08), 2))
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-
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+
というものでプロットしたときは問題なく右から左にグラフが動く式になりました。動いたのですが、何故式を変えただけで
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```
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python
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```
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@@ -78,4 +87,72 @@
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anim = animation.FuncAnimation(fig,animate,frames=360,interval=20)
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88
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plt.show()
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```
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-
#試してみたこと
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90
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+
#試してみたこと
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+
下のものが、np.exp(-0.5*np.power(((x-0.5)/0.08), 2))
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+
にて右から左に動くグラフです。
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+
三角関数をプロットするためにいくつか変数は変えたのですが、何故下のプログラムは動くのに右のプログラムは動かないのかがわかりません。教えていただけないでしょうか。
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+
```
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+
import numpy as np
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+
import matplotlib.pyplot as plt
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+
import matplotlib.animation as animation
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+
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+
# wave speed
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100
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+
c = 1
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101
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+
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+
# spatial domain
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+
xmin = 0
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+
xmax = 1
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+
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+
n = 50 # num of grid points
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+
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+
# x grid of n points
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+
X, dx = np.linspace(xmin,xmax,n,retstep=True)
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+
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+
# for CFL of 0.1
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+
dt = 1/1024
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+
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+
# initial conditions
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+
def initial_u(x):
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+
return np.exp(-0.5*np.power(((x-0.5)/0.08), 2))
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+
#return np.sin(x)*(1/10)
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+
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+
# each value of the U array contains the solution for all x values at each timestep
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+
U = []
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+
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+
# explicit euler solution
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+
def u(x, t):
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+
if t == 0: # initial condition
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+
return initial_u(x)
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+
uvals = [] # u values for this time step
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+
for j in range(len(x)):
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+
if j == 0: # left boundary
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+
uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][n-1]))
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130
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+
elif j == n-1: # right boundary
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131
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+
uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][0]-U[t-1][j-1]))
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132
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+
else:
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133
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+
uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][j-1]))
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134
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+
return uvals
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135
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+
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136
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+
# solve for 500 time steps
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137
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+
for t in range(500):
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+
U.append(u(X, t))
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139
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+
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140
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+
# plot solution
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+
fig = plt.figure()
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+
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1)
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+
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+
# animate the time data
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+
k = 0
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+
def animate(i):
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+
global k
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+
x = U[k]
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+
k += 1
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150
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+
ax1.clear()
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151
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+
plt.plot(X,x)
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+
plt.grid(True)
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153
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+
plt.ylim([-2,2])
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154
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+
plt.xlim([0,1])
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155
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+
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156
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+
anim = animation.FuncAnimation(fig,animate,frames=360,interval=20)
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157
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+
plt.show()
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158
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+
```
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4
文法の修正
title
CHANGED
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File without changes
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body
CHANGED
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@@ -4,7 +4,7 @@
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4
4
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とするとき、この二変数関数を二次元のプロットにしたいです・
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5
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6
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#表示されるエラー
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-
コード自体にはエラーがないようなのですが、アニメーションにすると波が横に流れるものではなく、
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7
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+
コード自体にはエラーがないようなのですが、アニメーションにすると波が横に流れるものではなく、値の変わらない一本線になっていました。expの式で最初のテストを行った際は、右から左に波が移っていくアニメーションになっていたのですが、上記のcos,sinの形にするとうまくできませんでした。
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8
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```
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9
9
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python
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10
10
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```
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@@ -42,11 +42,17 @@
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42
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uvals = [] # u values for this time step
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43
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for j in range(len(x)):
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44
44
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if j == 0: # left boundary
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45
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+
#上下に動く波になってしまいます
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46
|
+
#uvals.append(-2*np.sin(t)*np.sin(j))
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47
|
+
#ただの直線になってしまいます。
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45
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-
uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][n-1]))
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48
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+
#uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][n-1]))
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46
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elif j == n-1: # right boundary
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47
50
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uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][0]-U[t-1][j-1]))
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48
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-
else:
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+
else:
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52
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+
#上下に動く波になってしまいます
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53
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+
#uvals.append(-2*np.sin(t)*np.sin(j))
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54
|
+
#ただの直線になってしまいます。
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49
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-
uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][j-1]))
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55
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+
#uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][j-1]))
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50
56
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return uvals
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51
57
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52
58
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# solve for 500 time steps
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@@ -72,10 +78,4 @@
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72
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anim = animation.FuncAnimation(fig,animate,frames=360,interval=20)
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plt.show()
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74
80
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```
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75
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-
#試してみたこと
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81
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+
#試してみたこと
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-
配列を二次元配列や、一次元配列にも変えてみたのですが、できませんでした。
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77
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-
ループの回数を制限し、小さい数で表示してみましたが、何も表示されませんでした。
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-
境界条件を０にしても、同じ現象でした。
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-
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80
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-
教えていただけると本当に嬉しいです。
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81
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-
宜しくお願い致します。
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3
追加の質問を書かせて頂きました。
title
CHANGED
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File without changes
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body
CHANGED
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@@ -4,8 +4,7 @@
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4
4
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とするとき、この二変数関数を二次元のプロットにしたいです・
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5
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6
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#表示されるエラー
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-
コード自体にはエラーがないようなのですが、アニメーションにすると
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7
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+
コード自体にはエラーがないようなのですが、アニメーションにすると波が横に流れるものではなく、縦に大きくなる物になってしまいました。expの式で最初のテストを行った際は、右から左に波が移っていくアニメーションになっていたのですが、上記のcos,sinの形にするとうまくできませんでした。
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8
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-
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9
8
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```
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10
9
|
python
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11
10
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```
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2
計算式の修正をしました。
title
CHANGED
|
File without changes
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body
CHANGED
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@@ -1,5 +1,5 @@
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1
1
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pythonで、波動方程式の二次元関数を書いています。
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2
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-
z＝2(cos(x) * sin(cx))
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+
z＝2(cos(x)) * (sin(cx))
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3
3
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c=1
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4
4
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とするとき、この二変数関数を二次元のプロットにしたいです・
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5
5
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1
配列を変更しました。
title
CHANGED
|
File without changes
|
body
CHANGED
|
@@ -43,12 +43,10 @@
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43
43
|
uvals = [] # u values for this time step
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44
44
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for j in range(len(x)):
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45
45
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if j == 0: # left boundary
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46
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-
uvals.append(-2*np.sin(t)*np.sin(j))
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47
46
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uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][n-1]))
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48
47
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elif j == n-1: # right boundary
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49
48
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uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][0]-U[t-1][j-1]))
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50
49
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else:
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51
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-
uvals.append(-2*np.sin(t)*np.sin(j))
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52
50
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uvals.append(U[t-1][j] + c*dt/(2*dx)*(U[t-1][j+1]-U[t-1][j-1]))
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53
51
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return uvals
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54
52
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