จะพล็อตผลลัพธ์ 2d FEM โดยใช้ matplotlib ได้อย่างไร

วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEM) ถูกใช้ในงานที่หลากหลาย เช่น การสร้างแบบจำลองของวัสดุประเภทต่างๆ การทดสอบรูปทรงที่ซับซ้อน การแสดงภาพเอฟเฟกต์ในพื้นที่ซึ่งกระทำต่อพื้นที่เล็กๆ ของการออกแบบ โดยพื้นฐานแล้วจะแบ่งโดเมนเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่ออกเป็นส่วนง่ายๆ ที่เรียกว่า "องค์ประกอบจำกัด" สมการง่ายๆ ที่สร้างแบบจำลององค์ประกอบจำกัดเหล่านี้จะถูกรวบรวมเข้าในระบบสมการที่ใหญ่ขึ้นเพื่อสร้างแบบจำลองทั้งโดเมน

ในการพล็อตผลลัพธ์ 2d FEM โดยใช้ matplotlib เราสามารถทำตามขั้นตอนต่อไปนี้ -

• กำหนดขนาดรูปและปรับช่องว่างภายในระหว่างและรอบๆ แผนผังย่อย
• สร้างจุดข้อมูลโหนด องค์ประกอบ และค่าโหนดโดยใช้ numpy
• ย้ายจุดข้อมูลของโหนด
• สร้างพล็อตเส้นชั้นความสูง 3 มิติ โดยใช้ tricontourf() .
• หากต้องการแสดงรูป ให้ใช้ show() วิธีการ

ตัวอย่าง

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

nodes = np.array([
   [0.0, 0.0],
   [1.0, 0.0],
   [2.0, 0.5],
   [0.0, 1.0],
   [1.0, 1.0],
   [1.7, 1.3],
   [1.0, 1.7]])

elements = np.array([
   [1, 2, 5],
   [5, 4, 1],
   [2, 3, 6],
   [6, 5, 2],
   [4, 5, 7],
   [5, 6, 7]])

values = [1, 2, 1, 2, 7, 4, 5]

x, y = nodes.T

plt.tricontourf(x, y, elements - 1, values, 12, cmap='copper')

plt.show()

ผลลัพธ์

มันจะสร้างผลลัพธ์ต่อไปนี้