python求解一维弦振动方程

1、一维弦振动方程

2、差分公式及求解

python 复制代码
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
l=1    #长度
nx = 101  #x方向网格节点数量
dx = l/(nx-1)  #空间网格步长
t=6    #总时间
dt = 0.01  # 时间步长
t_set=np.array([0.00,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50,0.60]) #需要观察的时间
t_get=t_set/dt #需要观察的时间的步数

# 指定初始条件
xp=np.linspace(0,l,num=nx)
u = np.sin(np.pi*xp)
utp=xp*(1-xp)*dt
u1=np.zeros(nx)
u1=u+utp
un1=u.copy()
un2=u1.copy()
# 计算
u_get=[] #需要观察的时间的波形
for n in range(int(t/dt)+1):
    if n in t_get.astype(int):
        if n==0:
            u_get.append(u)
            continue
        if n==1:
            u_get.append(u1)
            continue
        u_get.append(un2)
    un = np.zeros(nx)
    for i in range(1,nx-1):
       un[i] = dt**2/dx**2*(un2[i+1]+un2[i-1])+2*(1-dt**2/dx**2)*un2[i] - un1[i]
    un1=un2.copy()
    un2 = un.copy()


fig = plt.figure()
plt.rcParams['xtick.direction'] = 'in'  # 将x周的刻度线方向设置向内
plt.rcParams['ytick.direction'] = 'in'  # 将y轴的刻度方向设置向内
clist = ['blue', 'red', 'green', 'black', 'darkgreen', 'lime', 'gold', 'purple', 'green', 'cyan', 'salmon', 'grey',
             'mediumvioletred', 'darkkhaki', 'gray', 'darkcyan', 'violet', 'powderblue']
#绘制选的时间步的结果
for i in range(len(t_get)):
    plt.plot(xp, u_get[i], c=clist[i],lw =3,label= f't={t_set[i]}s')
plt.legend()
plt.show()

**注意:**时间不长和空间步长之比dt/dx<=1时,次解法是稳定且收敛的

相关推荐
杨杨杨大侠5 小时前
Jev、Kev、Laya:决策模型怎么选,什么时候需要微调?
人工智能·python·agent
LOVE️YOU5 小时前
Python 在定义函数时,究竟定义的是什么?
python
段一凡-华北理工大学5 小时前
大模型应用开发 100 天:Python + LLM 从入门到精通 day26~Prompt 调试与优化——A/B 测试与效果评估
windows·python·大模型·prompt·智能体·提示词工程·高炉智能化
Minecraft红客5 小时前
以撒的结合
python·游戏·电脑·娱乐
Circ.6 小时前
Python 调试 Litellm 本地大模型接口:模型列表与对话接口实操踩坑记录
开发语言·python
风早爽太6 小时前
用 ‌Render‌ 快速部署网站和常见问题解决
python·fastapi
李航19837 小时前
给自己的图形引擎,配上了AI渲染,做设计真是太方便了
人工智能·python·计算机视觉·ai·ai编程
L@ncor8 小时前
第六章 框架开发实践 · 学习笔记(AutoGen / AgentScope / CAMEL / LangGraph)
python·框架·autogen·langgraph·agentscope
Zhou1411368 小时前
SpringSecurity_02_授权与高级功能
开发语言·python
摇滚侠9 小时前
《On Java 中文版 基础卷》阅读笔记 对象无处不在 03
java·笔记·python