การคำนวณ Curl ของ Vector Field ใน Python และพล็อตด้วย Matplotlib

การคำนวณและพล็อต Curl ของ Vector Field 3D

ใช้ quiver() แสดง vector field 3D คำนวณ curl components

ขั้นตอนหลัก

• ตั้งค่าขนาดรูปและ padding
• สร้าง figure และ 3D axes
• สร้าง meshgrid x, y, z
• กำหนด vector components u, v, w (curl field)
• ใช้ ax.quiver() แสดง vectors
• ปิด axes ด้วย ax.axis('off')
• แสดงผลด้วย show()

ตัวอย่างโค้ด

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(projection='3d')

x, y, z = np.meshgrid(np.arange(-0.8, 1, 0.2),
                      np.arange(-0.8, 1, 0.2),
                      np.arange(-0.8, 1, 0.8))

u = 0
v = y**2
w = -2*y*z - y

ax.quiver(x, y, z, u, v, w, length=0.1)
ax.axis('off')
plt.show()

คำอธิบาย

Vector field: F = (0, y², -2yz - y) Curl F = (∂w/∂y - ∂v/∂z, ∂u/∂z - ∂w/∂x, ∂v/∂x - ∂u/∂y) = (-2z - 1, 0, 0)