ode_utils.py

import sympy as sp
import numpy as np

from sympy import *

from pyodesys.symbolic import SymbolicSys
from pyodesys.util import stack_1d_on_left

import matplotlib.pyplot as plt


def numerical_solver(left, right, y0, params=[], params_value=[], tstart=0.,  tend=10., nt=100, plot=False,
         savetxt='None', savefig='None', integrator='scipy', dpi=100, kwargs='', verbose=False):
    ''' 
    Пояснение:
    y0 - начальные значения для переменных в виде строки 'X0,X1, ..., Xn' 
    tstart,  tend, nt - начало, конец и количество шагов по времени соответственно
    '''
    
    ''' 
    Zip группирует в соответствии левую и правую часть системы
    x, y = 'x', 'y'
    f = ['x**2 - y', 'y-y**3+x']
    list(zip([x,y], f))   ->   [('x', 'x**2 - y'), ('y', 'y-y**3+x')]
    '''
    odesys = SymbolicSys(zip(left, right), params=params, names=True)
    
    ''' Создаем точки по t'''
    tout = np.linspace(tstart, tend, nt)
    
    ''' Преобразуем начальные условия '''
    y0 = list(map(float, y0.split(',')))
    
    '''kwargs пока не нужен'''
    kwargs = dict(eval(kwargs) if kwargs else {})
    
    
    ''' Интегрируем '''
    xout, yout, info = odesys.integrate(tout, y0, params_value, integrator=integrator, **kwargs)
    
    return xout, yout, info

    if verbose:
        print(info)
    if savetxt != 'None':
        # stack_1d_on_left(xout, yout) -> [[t_0, x1_0, x2_0, x3_0], ... , [t_n, x1_n, x2_n, x3_n]]
        np.savetxt(savetxt, stack_1d_on_left(xout, yout))
    if plot:
        odesys.plot_result()
        plt.legend()
        plt.figure(figsize=(20,10))
        if savefig != 'None':
            plt.savefig(savefig, dpi=dpi)
        else:
            plt.show()