在python中绘制圆位移

Question

我正在尝试创建一个看起来像图片的情节。

Wave Particle Motions under Wave

这不是家庭作业，我正在尝试这样做以获得经验。

我有以下参数：

在水深的槽（波高剖面上的最低点）下绘制水粒子运动 从平均水线以下 0 到 100 米，增量为 10 m。

在时间 = 0 时，随空间变化的波形为 ??????(????) = ????cos(????x)。首先绘制此波形一波。

????(????) = ????*cos(????x) #at time = 0

接下来计算 0 到 100m 不同水深的垂直和水平粒子位移

XDisp = -A * e**(k*z) * np.sin(-w*t)
YDisp = -A * e**(k*z) * np.cos(-w*t) # when x=0

你可以使用任何 x。 运动幅度不会改变。其中 z 是低于平均水位的深度。所有其他参数都在前面的问题中定义。

不要忘记将水平粒子位移移动到槽下方和水线下方的“z”以进行垂直粒子位移。

这是我的代码，但我做错了什么。我的情节看起来像这个例子，但我的圈子不对。我认为这与 x&y 显示有关。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

A = 1  # Wave amplitude in meters
T = 10  # Time Period in secs
n_w = 1 # Number of waves
wavelength = 156  # Wavelength in meters

# Wave Number
k = (2 * np.pi) / wavelength
# Wave angular frequency
w = (2 * np.pi) / T

def XDisp(z,t):
    return -A * np.e**(k * z) * np.sin(-w * t)

def YDisp(z,t):
    return -A * np.e**(k * z) * np.cos(-w * t)

def wave_elevation(x):
    return A * np.cos(k * x)

t_list = np.array([0,0.25,0.5,0.75,1.0])*T

z = [0,-10,-20,-30,-40,-50,-60,-70,-80,-90,-100]
A_d = []
x_plot2 = []
for i in z:
    A_d.append(A * np.e**(k * i))
    x_plot2.append(wavelength/2)

x_plot = np.linspace(0,wavelength)
Y_plot = []
for i in x_plot:
    Y_plot.append(wave_elevation(i))

plt.plot(x_plot,Y_plot,'.-r')
plt.scatter(x_plot2,z,s= A_d, facecolors = 'none',edgecolors = 'b',marker='o',linewidth=2)
plt.xlabel('X (m)')
plt.ylabel("\u03B7 & Water Depth")
plt.title('Wave Particle Motions Under Wave')
plt.legend()
plt.grid()
plt.show()

Answer 1

我担心提供的信息，我不遵循问题的科学部分，但如果您在标记大小方面遇到问题，您可以将一个大小数组作为plt.scatter 的第三个参数。我认为这段代码可能会对您有所帮助，尽管我稍微更改了您的代码以使其更简单

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

A = 1  # Wave amplitude in meters
T = 10  # Time Period in secs
n_w = 1 # Number of waves
wavelength = 156  # Wavelength in meters
k = (2 * np.pi) / wavelength # Wave Number
w = (2 * np.pi) / T # Wave angular frequency

def wave_elevation(x):
    return A * np.cos(k * x)

A_d = [] # marker size
x2 = [] # for particle place on x axis which is wavelength/2
y2 = [] # for particle place on y axis
for i in range(0,100,10):
    x2.append(wavelength/2)
    y2.append(-i)
    A_d.append(15 * np.exp(-k * i)) # here I change A to 15
    
x = []
y = []
for i in range(0,wavelength):
    x.append(i)
    y.append(wave_elevation(i))
plt.plot(x,y,'red')
plt.scatter(x2,y2,A_d)
plt.ylim(-100, 10)
plt.xlabel('X (m)')
plt.ylabel("\u03B7 & Water Depth")
plt.title('Wave Particle Motions Under Wave')
plt.grid()
plt.show()