【发布时间】:2021-01-22 19:28:17
【问题描述】:
我正在尝试使用不同的方法解决一些 ODE,然后打印和绘制我的结果。当我尝试运行它时,我收到错误IndexError: index 2 is out of bounds for axis 0 with size 2
我知道这与尺寸的事实有关,但我认为我的所有尺寸都是正确的。这是我尝试解决颂歌的每种方式的示例
def f(t,x,y):
xprime = x - y + (2*t) - (t**2) - (t**3)
return xprime
def g(t,x,y):
yprime = x + y - (4*(t**2)) + (t**3)
return yprime
#Exact Solution
def exact(t):
y = np.zeros(len(t))
x = np.zeros(len(t))
for i in range(n):
cos_arr = np.cos(t)
sin_arr = np.sin(t)
y = np.exp(t) * cos_arr + t**2
x = np.exp(t) * sin_arr - t**3
return x, y
#Explicit Euler
def Eulerx(t0, tmax, x0, n):
t, dt = np.linspace(t0, tmax, n, retstep = True)
x = np.zeros(n)
y = np.zeros(n)
x[0] = x0
y[0] =y0
for i in range (n-1):
x[i+1] = x[i] + (dt/2) * f(t[i], x[i], y[i])
return t, x
#RK2
def RK2x(t0, tmax, x0, n):
t, dt = np.linspace(t0, tmax, n, retstep = True)
x = np.zeros(n)
y = np.zeros(n)
x[0] = x0
y[0]=y0
for i in range(n-1):
xK1 = f(t[i], x[i],y[i])
xK2 = f(t[i]+ dt, x[i] +dt * xK1, y[i])
x[i+1] = x[i] +(dt* (1/2)*(xK1 + xK2))
return t, x
#Classical RK4
def RK4x(t0, tmax, x0, n):
t, dt = np.linspace(t0, tmax, n, retstep = True)
x = np.zeros(n)
y = np.zeros(n)
x[0] = x0
y[0] =y0
for i in range(n-1):
x4K1 = f(t[i],x[i],y[i])
x4K2 = f(t[i]+((1/2)*dt), x[i]+ ((1/2)*dt*x4K1),y[i])
x4K3 = f(t[i] +((1/2)*dt), x[i] + ((1/2)*dt*x4K2),y[i])
x4K4 = f(t[i]+dt, x[i]+dt*x4K3,y[i])
x[i+1] = x[i] + (dt*(1/6)*(x4K1 + (2* x4K2) +(2*x4K3) +x4K4))
return t, x
if __name__ == '__main__':
t0 = 0
tmax = 1
x0 = 1
y0 = 0
n=50
[t,X1] = Eulerx(t0,tmax, x0,n)
[t,Y1] = Eulery(t0,tmax, y0,n)
[t, X2]= RK2x(t0,tmax, x0,n)
[t, Y2]= RK2y(t0,tmax, y0,n)
[t, X3]= RK4x(t0,tmax, x0,n)
[t, Y3]= RK4y(t0,tmax, y0,n)
x=exact(t)
y=exact(t)
abs_errx1= abs(x-X1)
abs_errx2= abs(x-X2)
abs_errx3= abs(x-X3)
print("=========================================================================")
print(" n Eulerx Eulery RK2x RK2y RK4x RK4y", end='\n')
for i in range(n):
print(abs_errx1[i], abs_erry1[i], abs_errx2[i], abs_erry2[i], abs_errx3[i], abs_erry3[i])
print("=========================================================================")
【问题讨论】:
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您没有显示所有代码。没有 Eulery、RK2y、RK4y 的定义。您的错误发生在哪里?
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我无法全部展示。 Eulery、RK2y 和 RK4y 与 x 版本相同。它在我打印时发生
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当我运行我的代码时,我确实定义了所有函数
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你的方法实现有误。运行 x 方法时,您从哪里获取 y 的值?您将它们设置为零。因此,您解决的不是所述系统,而是标量方程
x' = f(t,x,0)和y'=g(t,0,y)。 -
请清理您的代码,
exact中的循环并不是真正的循环,也不应该如此。还有exact返回一对数组,需要用同样的方式读取返回值,x,y = exact(t)。这应该可以解决眼前的问题,但这段代码仍然存在很多错误,几乎完全重写。
标签: python numpy differential-equations