首页 > 解决方案 > 如何在 scipy.integrate.RK45 中输入时间步长

问题描述

scipy.integrate.RK45 的实现没有指定在哪里提到应该执行集成的时间。

输入选项“t_bound”似乎是最后一个时代。

要进行集成,必须使用“step”选项,该选项没有输入,因此无法在此处指定时间戳。

与其他积分器相比:scipy.integrate.solve_ivp,它具有选项“t_eval”,其中可以提及需要解决方案的所有时期(作为数组)。

以下代码有效:

check=solve_ivp(fun_integrator, t_span, y0, \
             method='RK45', t_eval=t, max_step=1800, rtol=10**(-11), atol=10**(-12))

使用“fun_integrator”作为我的函数,输入 (t,y) t_span = [0 max(t)] 和

t = np.linspace(0,0+0.3*(pts-1)*86400,20)

^= 需要答案的时期

但是,Matlab ode113 比 scipy solve_ivp 提供了更好的结果,所以我想尝试 scipy.integrate.RK45 来检查我是否能得到更好的结果。

check45=RK45(fun_integrator, 0, y0, max(t), max_step=1800, \
             rtol=1e-11, atol=1e-12)
for i in range(len(t)):
    dt=0+0.3*i*86400
    check45.step() #step has no input
    x_E45=check45.y
    print(x_E45[0:3])  

但是如何在上面的代码中输入步长?

更多信息:函数和 y0:

def fun_integrator(t,y):
    G=6.67428*10**(-11)/(10**3)**3 #Km**3/(Kg s**2) 
    m_E=5.97218639014246e+24 #Kg
    m_M=7.34581141668673e+22 #Kg
    m_S=1.98841586057223e+30 #Kg
#    c=2.997924580000000e+05 # [Km/s], speed of light, IERS TN36 p. 18
    x_E=y[0:3]
    x_M=y[6:9]
    x_S=y[12:15]
    ##
#    v_E=y[0,3:6]
#    v_M=y[0,9:12]
#    v_S=y[0,15:18]
    ##
    diff_EM=x_E-x_M
    diff_SM=x_S-x_M
    diff_ES=x_E-x_S
    d_EM=math.sqrt(diff_EM[0]**2 + diff_EM[1]**2 + diff_EM[2]**2)
    d_SM=math.sqrt(diff_SM[0]**2 + diff_SM[1]**2 + diff_SM[2]**2)
    d_ES=math.sqrt(diff_ES[0]**2 + diff_ES[1]**2 + diff_ES[2]**2)
    ##
    dydt= y[3:6] #E vel
    two=G*((m_M*(-diff_EM)/d_EM**3) + (m_S*(-diff_ES)/d_ES**3)) # E acc
    three=y[9:12] #M vel
    four=G*((m_S*(diff_SM)/d_SM**3) + (m_E*(diff_EM)/d_EM**3)) # M acc
    five=y[15:18] #S vel
    six=G*((m_E*(diff_ES)/d_ES**3) + (m_M*(-diff_SM)/d_SM**3)) # S acc
    dydt=np.append(dydt,two)
    dydt=np.append(dydt,three)
    dydt=np.append(dydt,four)
    dydt=np.append(dydt,five)
    dydt=np.append(dydt,six)
    return dydt

y0=np.array([0.18030617557041088626562258966E+08, #Epos
-0.13849983879561028969707483658E+09,
-0.60067586558743159549398380427E+08,
0.29095339700433727181771510027E+02, #Evel
0.30306447236947439878791802685E+01,
0.13145956648460951506322034682E+01,
0.17909715946785370737211415301E+08, #Mpos
-0.13879823119464902933064808964E+09,
-0.60230238740754862546525906740E+08,
0.30136092114725188798503502634E+02, #Mvel
0.27407201232607066962011074680E+01,
0.11664485102480685879418310910E+01,
0.67356572699027185845872823900E+06, #Spos
0.11475300015697844979868843500E+06,
0.39801697980815553718511148000E+05,
-0.60903913908114150920444000000E-03, #Svel
0.89648366457310610847232000000E-02,
0.38595942076153950302606500000E-02])

标签: pythonscipyodeorbital-mechanicsintegrator

解决方案


要回答实际问题而不是根本问题:

您可以使用 dense_output 方法计算特定所需时间点的值。否则,例如,如果您尝试使用自己的插值方法,您的解决方案将失去很多准确性。

但是,我会注意到solve_ivp(使用RK45方法)本质上是一个易于使用的代码包装器,所以我不希望这种方式有什么明显不同。

https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.integrate.RK45.dense_output.html#scipy.integrate.RK45.dense_output


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