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python - 抛物线射击的龙格-库塔算法中的索引超出范围

问题描述

嗨，我正在尝试让这个程序运行。假设 z 结构的大小为 4，但它给出了错误。我还注意到，如果我在 1 中打印 z，它会给我一个值，所以我不知道有什么缺陷。这是一个使用 runge kutta 计算物理摩擦抛物线射击系统的程序，但是会出现以下错误： 错误的图像

代码如下：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


def RK4(f_user,U0,t,*params):
    n=t.size
    neq=U0.size
    u=np.zeros((n,neq))
    u[0]=U0
    dt=t[2]-t[0]
    
    for i in range(n-1):
        k1=f_user(u[i],t[i],*params)
        k2=f_user(u[i]+k1*dt/2.,t[i]+dt/2.,*params)
        k3=f_user(u[i]+k2*dt/2.,t[i]+dt/2.,*params)
        k4=f_user(u[i]+k3*dt,t[i+1],*params)
        u[i+1]=u[i]+dt*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6.
    return u

g = 9.81
# m = 1  # kg
theta_0 = 45 * np.pi / 180  # radianes
v_0 = 10  # m/s
tInc = 0.01
tStop = (1.+ tInc)*20
t = np.arange(0., tStop, tInc)
x_0=0
y_0=0
vx_0=v_0 * np.cos(theta_0)
vy_0=v_0 * np.sin(theta_0)
z0 = np.array([x_0,vx_0,y_0,vy_0])

def f(z,t,N,k,x_0,vx_0,y_0,vy_0):
        v=np.sqrt(z[1] ** 2 + z[3] ** 2)
        print(z[1])
        derivs=np.array([[z[2], -k*v**(N-1)*z[2] ,z[3], -g-k*v**(N-1)*z[3]]])
        return derivs
psolnE = RK4(f,z0,t,1,.1,x_0,vx_0,y_0,vy_0)```

标签： pythonnumpyjupyter-notebookrunge-kutta

解决方案

以下语句始终创建一个大小为 1 的 numpy 数组，derivs[0]其中[z[2], -k*v**(N-1)*z[2] ,z[3], -g-k*v**(N-1)*z[3]].

derivs=np.array([[z[2], -k*v**(N-1)*z[2] ,z[3], -g-k*v**(N-1)*z[3]]])

因此，一旦您的 for 循环RK4到达1，它就会引发错误。要解决此问题，请将上述语句替换为 -

derivs=np.array([z[2], -k*v**(N-1)*z[2] ,z[3], -g-k*v**(N-1)*z[3]])

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