绘制随时间变化的温度波动 Python

Question

我正在努力更好地了解地球上的周期性温度波动（每天和每年）。 Desmos 图形计算器帮助我将其可视化，但我很想尝试练习我相对较新的编码。我已经使用 Matplotlib 完成了基本的绘图，但这对我来说有点高级。所以，求解热方程后，我得到：

T = T0 + ΔT * e^(-z√ω/2κ) * cos(ωt-z√ω/2κ)

其中ΔT=周期性温度变化的幅度，T0=平均表面温度，z=深度，ω=循环频率（即每日波动为 7.27*10^-5 rad/s） , κ=热扩散率。

到目前为止，我只知道如何在 Python 中绘制基本方程，有什么技巧可以解决这个问题吗？

Answer 1

它帮助我将实际方程分离为一个函数，并简单地将方程的结果插入到图中：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def thermal_equation(t0, delta_t, z, w, k, total_time):
    t = np.linspace(0, total_time, total_time)
    temp = t0 + delta_t*np.exp(-z*w**0.5/2*k)*np.cos(w*t-(z*w**0.5/2*k))
    return t, temp

x, y = thermal_equation(273, 50, 10, 7.27*10e-5, 0.143, 36000)

plt.plot(x, y, label='temperature fluctuation')
plt.xlabel('time (s)')
plt.ylabel('temperature (K)')
plt.legend(loc='lower right')

显然我在示例图中使用了玩具值，因此请随意插入您自己的值。