Python Sympy计算梯度、散度和旋度的实例

yipeiwu_com7年前Python基础

sympy有个vector 模块,里面提供了求解标量场、向量场的梯度、散度、旋度等计算,官方参考连接:

http://docs.sympy.org/latest/modules/vector/index.html

sympy中计算梯度、散度和旋度主要有两种方式:

一个是使用∇∇算子,sympy提供了类Del(),该类的方法有:cross、dot和gradient,cross就是叉乘,计算旋度的,dot是点乘,用于计算散度,gradient自然就是计算梯度的。

另一种方法就是直接调用相关的API:curl、divergence和gradient,这些函数都在模块sympy.vector 下面。

使用sympy计算梯度、散度和旋度之前,首先要确定坐标系,sympy.vector模块里提供了构建坐标系的类,常见的是笛卡尔坐标系, CoordSys3D,根据下面的例子可以了解到相应应用。

(1)计算梯度

## 1 gradient

C = CoordSys3D('C')
delop = Del() # nabla算子

# 标量场 f = x**2*y-xy
f = C.x**2*C.y - C.x*C.y

res = delop.gradient(f, doit=True) # 使用nabla算子
# res = delop(f).doit()
res = gradient(f) # 直接使用gradient

print(res) # (2*C.x*C.y - C.y)*C.i + (C.x**2 - C.x)*C.j

(2)计算散度

## divergence

C = CoordSys3D('C')
delop = Del() # nabla算子

# 向量场 f = x**2*y*i-xy*j
f = C.x**2*C.y*C.i - C.x*C.y*C.j

res = delop.dot(f, doit=True)

# res = divergence(f)

print(res) # 2*C.x*C.y - C.x,即2xy-x,向量场的散度是标量

(3)计算旋度

## curl

C = CoordSys3D('C')
delop = Del() # nabla算子

# 向量场 f = x**2*y*i-xy*j
f = C.x**2*C.y*C.i - C.x*C.y*C.j

res = delop.cross(f, doit=True)

# res = curl(f)

print(res) # (-C.x**2 - C.y)*C.k,即(-x**2-y)*k,向量场的旋度是向量

以上这篇Python Sympy计算梯度、散度和旋度的实例就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

pandas取出重复数据的方法

drop_duplicates为我们提供了数据去重的方法,那怎么得到哪些数据有重复呢? 实现步骤: 1、采用drop_duplicates对数据去两次重,一次将重复数据全部去除(...

python获取url的返回信息方法

如下所示: #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import os import sys import urllib im...

python动态视频下载器的实现方法

python动态视频下载器的实现方法

这里向大家分享一下python爬虫的一些应用,主要是用爬虫配合简单的GUI界面实现视频,音乐和小说的下载器。今天就先介绍如何实现一个动态视频下载器。 爬取电影天堂视频 首先介绍的是py...

用Python实现读写锁的示例代码

起步 Python 提供的多线程模型中并没有提供读写锁,读写锁相对于单纯的互斥锁,适用性更高,可以多个线程同时占用读模式的读写锁,但是只能一个线程占用写模式的读写锁。 通俗点说就是当没...

Python API 自动化实战详解(纯代码)

Python API 自动化实战详解(纯代码)

主要讲如何在公司利用Python 搞API自动化。 1.分层设计思路 dataPool :数据池层,里面有我们需要的各种数据,包括一些公共数据等 config :基础配置 tools :...