那多项式混沌法如何使用CFD得到的数据量化不确定性,有实例代码吗
时间: 2024-05-09 08:14:44 浏览: 12
多项式混沌法是一种常用的混沌分形方法,可以用于对CFD模拟结果的数据量化不确定性进行分析。具体方法如下:
1. 对CFD模拟结果进行采样,得到一组数据点。
2. 将数据点进行多项式拟合,得到一个多项式函数。
3. 对多项式函数进行迭代运算,得到一组混沌序列。
4. 对混沌序列进行统计分析,得到数据量化不确定性的指标,如Lyapunov指数、Kolmogorov熵等。
下面是一个使用Python实现多项式混沌法的示例代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# CFD数据点
x = np.linspace(0, 1, 100)
y = np.sin(2*np.pi*x) + 0.1*np.random.randn(100)
# 多项式拟合
p = np.polyfit(x, y, 5)
f = np.poly1d(p)
# 迭代运算
n = 1000
x0 = 0.2
x = np.zeros(n)
x[0] = x0
for i in range(1, n):
x[i] = f(x[i-1])
# 统计分析
lyapunov = np.mean(np.log(abs(f.deriv()((x[1:]+x[:-1])/2))))
entropy = -np.mean(np.log(abs(f.deriv()((x[1:]+x[:-1])/2))))
# 绘图
fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 4))
ax[0].scatter(x[:-1], x[1:], s=5)
ax[0].set_xlabel('$x_i$')
ax[0].set_ylabel('$x_{i+1}$')
ax[0].set_title('Phase space')
ax[1].plot(x)
ax[1].set_xlabel('$i$')
ax[1].set_ylabel('$x_i$')
ax[1].set_title('Time series')
plt.show()
print('Lyapunov exponent:', lyapunov)
print('Kolmogorov entropy:', entropy)
```
在这个示例中,我们首先生成了一个简单的CFD数据点(正弦曲线加上一些随机噪声),然后对数据点进行了5次多项式拟合,得到一个多项式函数。接着,我们对多项式函数进行了1000次迭代运算,得到了一组混沌序列。最后,我们计算了混沌序列的Lyapunov指数和Kolmogorov熵。
需要注意的是,多项式混沌法并不是一种完美的方法,它有一些局限性,比如对数据的分布、采样密度等要求较高。因此,在使用多项式混沌法进行数据量化不确定性分析时,需要慎重选择数据,并进行合理的参数调节。