はじめに
この実験では、Python の Matplotlib を使ってクイバープロットを作成する方法を学びます。クイバープロットは、矢印でベクトル場を表示します。流体の流れ、電場や磁場、その他の種類のベクトル場を可視化する際に便利です。
VM のヒント
VM の起動が完了したら、左上隅をクリックして ノートブック タブに切り替え、Jupyter Notebook を使って練習しましょう。
Jupyter Notebook の読み込みには数秒かかる場合があります。Jupyter Notebook の制限により、操作の検証を自動化することはできません。
学習中に問題がある場合は、Labby にお問い合わせください。セッション後にフィードバックを提供してください。すぐに問題を解決いたします。
ライブラリのインポート
クイバープロットを作成するには、numpy と matplotlib ライブラリをインポートする必要があります。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
データの作成
np.meshgrid() 関数を使って X と Y 座標を作成する必要があります。その後、ベクトル場を表す U と V 配列を作成します。
X = np.arange(-10, 10, 1)
Y = np.arange(-10, 10, 1)
U, V = np.meshgrid(X, Y)
クイバープロットの作成
ax.quiver() 関数を使ってクイバープロットを作成できます。パラメータとして X、Y、U、および V 配列を渡します。
fig, ax = plt.subplots()
q = ax.quiver(X, Y, U, V)
クイバーキーの作成
矢印のスケールを示すために、プロットにクイバーキーを追加できます。キーを追加するには ax.quiverkey() 関数を使用します。q オブジェクト、キーの X と Y の位置、矢印の長さ、キーのラベル、およびラベルの位置を渡します。
ax.quiverkey(q, X=0.3, Y=1.1, U=10,
label='Quiver key, length = 10', labelpos='E')
プロットの表示
plt.show() 関数を使ってプロットを表示できます。
plt.show()
まとめ
この実験では、Python の Matplotlib を使ってクイバープロットを作成する方法を学びました。まず必要なライブラリをインポートし、データを作成し、そしてクイバープロットを作成しました。最後に、プロットにクイバーキーを追加して表示しました。