2024.3.4 solve_ivpによる常微分方程式の数値解法【scipy】

常微分方程式の初期値問題（IVP：initial value problem）を解くオブジェクト。

最低限必要な書式は以下の通り。

result = solve_ivp(関数名,［開始時刻、終端時刻］, 初期値）

開始時刻、終端時刻はリストやタプルで与える。これらの間を自動的に刻み、計算を行う。時刻の列はresult.tに格納される。

初期値もリストやタプルで与える、ベクトル型であることが要求される。

code:solve_ivp1.py

from scipy.integrate import solve_ivp as solve_ivp

import matplotlib.pyplot as plt

def func_xd(t, x):

return A@x

##

t_initial = 0 # 初期時刻

t_final = 10 # 終端時刻

t_interval = 0.01 # 時間の刻み幅

m, c, k = 1.0, 1.0, 1.0 # 質量、減衰係数、ばね定数

###

result = solve_ivp(func_xd, t_span, y_initial)

plt.grid()

plt.legend()

plt.show()

結果：

result.t

計算を行った時刻の列が格納された１次元のndarray。

result.y

計算結果が格納された２次元のndarray。計算結果は行（axis=1）方向に伸びていることに注意されたし。