通过 Python 3.0 上的“t”变量动画 3D 方程/绘图

Question

我的目标是通过能够“告诉”Python 增加存在于所述方程中的“t”变量，为超特定（规范）扩散方程设置动画。我在 Mathematica 中很容易做到这一点，但需要使用 Python 来完成我分配的研究项目。 该方程的结构/定义为c(x,y,t)，显然我的问题适用于c(x,y,t) 设置为相等的任何类型的函数。每个答案都与我的问题有关：

1) 不包括不是 PDE 的函数

2) 包括不增加时间变量 (t)

此外，我找不到任何在 Python 上绘制 2 个变量的 3D 方程的方法。

编辑：我想出了一个办法。

import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
import random

def fun(x, t):
  return x+t #Any equation
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
x = np.arange(-20.0, 20.0, 0.05)
t = np.arange(0.0,50.0,1)
X, Y = np.meshgrid(x, t)
zs = np.array([fun(x,t) for x,t in zip(np.ravel(X), np.ravel(Y))])
Z = zs.reshape(X.shape)

ax.plot_surface(X, Y, Z)

ax.set_xlabel('X Position')
ax.set_ylabel('Time')
ax.set_zlabel('Concentration')

plt.show()

学分：维姆I want to use matplotlib to make a 3d plot given a z function

任何帮助或动画过程的简单代码都意义重大，因为我的研究项目涉及 7D 数学，这本质上是我正在尝试做的非平凡表示的最基本示例。所以期待更多问题的出现（无论答案如何）。

Answer 1

好的，让我们以this answer 为例。我们可以轻松地修改它以使用函数c(x,y,t) 而不是f(x,y,sig)（这些只是变量名）。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import matplotlib.animation as animation

def update_plot(frame_number, zarray, plot):
    plot[0].remove()
    plot[0] = ax.plot_surface(x, y, zarray[:,:,frame_number], cmap="magma")

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

N = 14
nmax=20
x = np.linspace(-4,4,N+1)
x, y = np.meshgrid(x, x)
zarray = np.zeros((N+1, N+1, nmax))

sig = lambda t: 1.5+np.sin(t*2*np.pi/nmax)
c = lambda x,y,t : 1/np.sqrt(sig(t))*np.exp(-(x**2+y**2)/sig(t)**2)

for t in range(nmax):
    zarray[:,:,t] = c(x,y,t)

plot = [ax.plot_surface(x, y, zarray[:,:,0], color='0.75', rstride=1, cstride=1)]
ax.set_zlim(0,1.5)
animate = animation.FuncAnimation(fig, update_plot, nmax, fargs=(zarray, plot))
plt.show()