Python 耦合OINT解算器中方程的顺序重要吗?

Python 耦合OINT解算器中方程的顺序重要吗?,python,system,differential-equations,odeint,Python,System,Differential Equations,Odeint,但是,如果我更改公式中定义的方程的顺序,我的代码就会运行,我的图形也会更改。谁能告诉我为什么会这样?现在我不知道这个系统的正确图形是什么 def myFunction(r,t): g = 9.81 L_L = 20 #draught L_r = 20 #draught L_d = 4 #ukc u_s = 0.08 w_d = 60 #width vessel rho = 1030 b_R = 1.0 b_L = 1.0 b_D = 1.0 A_s = 340*L_L M_s = 40000*1

但是,如果我更改公式中定义的方程的顺序,我的代码就会运行,我的图形也会更改。谁能告诉我为什么会这样?现在我不知道这个系统的正确图形是什么

def myFunction(r,t):
g = 9.81
L_L = 20 #draught
L_r = 20 #draught
L_d = 4 #ukc
u_s = 0.08
w_d = 60 #width vessel
rho = 1030
b_R = 1.0
b_L = 1.0
b_D = 1.0
A_s = 340*L_L
M_s = 40000*10^3 

w_L = r[0]
w_r = r[1]
u_1 = r[2]
u_2 = r[3]
u_3 = r[4]
u_4 = r[5]
u_d = r[6]
p_1 = r[7]
p_2 = r[8]
p_3 = r[9]
p_4 = r[10]
deltap_L = r[11]
deltap_R = r[12]

u_1 = (L_L*u_s + w_L*u_2)/w_L
u_2 = (w_d*u_d)/w_L
u_d = (w_r*u_3)/w_d
u_3 = (w_L*u_2)/w_r
u_4 = (L_r*u_s + w_r*u_3)/w_r
dwLdt = u_s
dwrdt = - u_s  
du1dt =  - g*((p_2-p_1)/L_L + deltap_L/L_L) - b_L*u_1 
du2dt =  - g*((p_2-p_1)/L_L - deltap_L/L_L) - b_L*u_2
du3dt =  - g*((p_4-p_3)/L_r + deltap_R/L_r) - b_R*u_3
du4dt =  - g*((p_4-p_3)/L_r - deltap_R/L_r) - b_R*u_4
duddt =  - g*((p_3-p_2)/L_d) - b_D *u_d
dp1dt = - u_1
dp2dt = - u_1
dp3dt = + u_4
dp4dt = + u_4
ddeltap_Ldt = -u_1
ddeltap_Rdt = u_4 
#M_s = (g*rho*A_s*((p_1+p_2)/2 + deltap_L/6 - (p_3+p_4)/2 - deltap_R/6))/u_s


return (dwLdt, dwrdt, du1dt, du2dt, du3dt, du4dt, duddt, dp1dt, dp2dt, dp3dt, dp4dt, ddeltap_Ldt, ddeltap_Rdt)
r0 = [10,10,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]
t = np.linspace(0,20,10000)
r = odeint(myFunction, r0, t)

w_L = r[:,0]
w_r = r[:,1]
u1 = r[:,2]
u2 = r[:,3]
u3 = r[:,4]
u4 = r[:,5]
ud = r[:,6]
p_1 = r[:,7]
p_2 = r[:,8]
p_3 = r[:,9]
p_4 = r[:,10]
deltap_L = r[:,11]
deltap_R = r[:,12]

plt.figure()
plt.plot(t, u1)
plt.plot(t, u2)
plt.plot(t, u3)
plt.plot(t, u4)
plt.plot(t, ud)
plt.legend(('$u_1$', '$u_2$', '$u_3$', '$u_4$', '$u_d$'))
plt.xlabel('Time ($s$)')
plt.ylabel('Fluid velocity ($m/s$)')

如果代码中的方程式按以下顺序排列:

    dwLdt = u_s
    dwrdt = - u_s  
    du1dt =  - g*((p_2-p_1)/L_L + deltap_L/L_L) - b_L*u_1 
    du2dt =  - g*((p_2-p_1)/L_L - deltap_L/L_L) - b_L*u_2
    du3dt =  - g*((p_4-p_3)/L_r + deltap_R/L_r) - b_R*u_3
    du4dt =  - g*((p_4-p_3)/L_r - deltap_R/L_r) - b_R*u_4
    duddt =  - g*((p_3-p_2)/L_d) - b_D *u_d
    u_1 = (L_L*u_s + w_L*u_2)/w_L
    u_2 = (w_d*u_d)/w_L
    u_d = (w_r*u_3)/w_d
    u_3 = (w_L*u_2)/w_r
    u_4 = (L_r*u_s + w_r*u_3)/w_r
    dp1dt = - u_1
    dp2dt = - u_1
    dp3dt = + u_4
    dp4dt = + u_4
    ddeltap_Ldt = -u_1
    ddeltap_Rdt = u_4 
    #M_s = (g*rho*A_s*((p_1+p_2)/2 + deltap_L/6 - (p_3+p_4)/2 - deltap_R/6))/u_s
图表如下所示:

为什么会这样

代码现在是:

  def myFunction(r,t):
     g = 9.81
     L_L = 20 #draught
     L_r = 20 #draught
     L_d = 4 #ukc
     u_s = 0.08
     w_d = 60 #width vessel
     rho = 1025
     b_R = 1.0
     b_L = 1.0
     b_D = 1.0
     A_s = 340*L_L
     M_s = 40000*10^6

     w_L = r[0]
     w_r = r[1]
     u_1 = r[2]
     u_2 = r[3]
     u_3 = r[4]
     u_4 = r[5]
     u_d = r[6]
     p_1 = r[7]
     p_2 = r[8]
     p_3 = r[9]
     p_4 = r[10]
     deltap_L = r[11]
     deltap_R = r[12]


     u_1 = (L_L*u_s + w_L*u_2)/w_L
     u_2 = (w_d*u_d)/w_L
     u_3 = (w_L*u_2)/w_r
     u_4 = (L_r*u_s + w_r*u_3)/w_r
     u_d = (w_r*u_3)/w_d

     du1dt =  - g*((p_2-p_1)/L_L + deltap_L/L_L) - b_L*u_1 
     du2dt =  - g*((p_2-p_1)/L_L - deltap_L/L_L) - b_L*u_2
     du3dt =  - g*((p_4-p_3)/L_r - deltap_R/L_r) - b_R*u_3
     du4dt =  - g*((p_4-p_3)/L_r + deltap_R/L_r) - b_R*u_4
     duddt =  - g*((p_3-p_2)/L_d) - b_D *u_d




     dp1dt =  - u_1
     dp2dt =  - u_1
     dp3dt = + u_4
     dp4dt = + u_4
     ddeltap_Ldt =  - u_1
     ddeltap_Rdt =  u_4 

     dwLdt = u_s
     dwrdt = - u_s 

     deltap_R = 6*(((p_1+p_2)/2) + (deltap_L/6) - ((p_3+p_4)/2)) 

     return (dwLdt, dwrdt, du1dt, du2dt, du3dt, du4dt, duddt, dp1dt,     dp2dt, dp3dt, dp4dt, ddeltap_Ldt, ddeltap_Rdt)

r0 = [10,10,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]
t = np.linspace(0,125,100000)
r = odeint(myFunction, r0, t)

wL = r[:,0]
wr = r[:,1]
u1 = r[:,2]
u2 = r[:,3]
u3 = r[:,4]
u4 = r[:,5]
ud = r[:,6]
p1 = r[:,7]
p2 = r[:,8]
p3 = r[:,9]
p4 = r[:,10]
deltapL = r[:,11]
deltapR = r[:,12]

在第二个代码段中,您在分配前参考了例如
u_1
。u_2也是如此。。。u_4。因此,在代码块中的du1dt…duddt的计算中使用赋值之前,无论这些值是多少

u_1=(L_L*u_s+w_L*u_2)/w_L
u_2=(w_d*u_d)/w_L
u_3=(w_L*u_2)/w_r
u_4=(L_r*u_s+w_r*u_3)/w_r
u_d=(w_r*u_3)/w_d
您可以更改所有
u
值。当然,如果使用修改或未修改的
u
值计算更多值,则函数会有所不同

最简单的方法是不要重复使用这些变量名。将左侧的
u
更改为
v
,然后检查in uses进一步向下是否确实要使用修改后的
v
值或
u
值。更改后的原始代码将是

v_1=(L_*u_s+w_*u_2)/w_L
v_2=(w_d*u_d)/w_L
v_3=(w_L*v_2)/w_r
v_4=(L_r*u_s+w_r*v_3)/w_r
v_d=(w_r*v_3)/w_d
du1dt=-g*((p_2-p_1)/L_L+deltap_L/L_L)-b_L*v_1
du2dt=-g*((p_2-p_1)/L_L-deltap_L/L_L)-b_L*v_2
du3dt=-g*((p_4-p_3)/L_r-deltap_r/L_r)-b_r*v_3
du4dt=-g*((p_4-p_3)/L_r+deltap_r/L_r)-b_r*v_4
duddt=-g*((p_3-p_2)/L_d)-b_d*v_d
dp1dt=-v_1
dp2dt=-v_1
dp3dt=+v_4
dp4dt=+v_4
ddeltap_Ldt=-v_1
ddeltap_Rdt=v_4

现在,对指定类型的任何重新排列都将导致一个错误,即在某些右侧使用的某些变量以前没有定义。

它们在赋值之前没有值,那么它如何工作呢?必须有一些值,否则会出现类似
回溯(最近一次调用):File“”,第1行,在NameError中:没有定义名称“u_1”
最初
u_1,…,u_4
是输入组件
2,…,5
,在同一个函数中为不同的内容使用相同的变量名是不好的风格。我更改了变量名,我仍然有一个问题,即方程的顺序会影响我的结果。请你发布你的(整个)修改函数,它显示了不好的行为。然而,需要获得的值是u1、u2、u3等等。从技术上讲,v1和u1不再是同一个变量了,对吗?如果你不能清楚地说出输入和输出变量是什么,那么我不得不怀疑你对任务的理解不够好。根据您的代码,u1、u2等是输入向量r的分量。我从输入计算v分量的中间块可能是错误的,但这取决于根本问题是什么。你做你最初做的事情可能有原因,但你需要解释为什么,为什么这是一个好的理由。那么,输出不仅取决于该块在代码中的位置,还取决于其行的顺序。