生成一个代码用ode函数实现三容水箱的仿真
时间: 2023-06-17 18:07:33 浏览: 135
好的,以下是用ode函数实现三容水箱的仿真的代码:
```python
import numpy as np
from scipy.integrate import odeint
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义ODE函数
def water_tank(y, t, q_in, A1, A2, A3, Cd12, Cd23, h01, h02, h03):
h1, h2, h3 = y # 当前的水位高度
q12 = Cd12 * A1 * np.sqrt(2 * 9.81 * (h1 - h2)) # 1号箱向2号箱流动的流量
q23 = Cd23 * A2 * np.sqrt(2 * 9.81 * (h2 - h3)) # 2号箱向3号箱流动的流量
dh1dt = (q_in - q12) / A1 # 1号箱水位高度变化率
dh2dt = (q12 - q23) / A2 # 2号箱水位高度变化率
dh3dt = q23 / A3 # 3号箱水位高度变化率
return [dh1dt, dh2dt, dh3dt]
# 初始条件
y0 = [1, 1, 1] # 三个水箱的初始水位高度
# 参数定义
Cd12 = 0.6 # 1号箱到2号箱的流量系数
Cd23 = 0.5 # 2号箱到3号箱的流量系数
A1 = 1 # 1号箱的底面积
A2 = 2 # 2号箱的底面积
A3 = 3 # 3号箱的底面积
h01 = 1 # 1号箱的初始水位高度
h02 = 1 # 2号箱的初始水位高度
h03 = 1 # 3号箱的初始水位高度
q_in = 0.5 # 1号箱的入流量
# 时间区间定义
t_start = 0 # 起始时间
t_end = 30 # 结束时间
t_step = 0.1 # 时间步长
t = np.arange(t_start, t_end, t_step) # 时间点数组
# 求解ODE方程
sol = odeint(water_tank, y0, t, args=(q_in, A1, A2, A3, Cd12, Cd23, h01, h02, h03))
# 绘制结果图像
plt.plot(t, sol[:, 0], label='Tank 1')
plt.plot(t, sol[:, 1], label='Tank 2')
plt.plot(t, sol[:, 2], label='Tank 3')
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Water level')
plt.title('Water Tank Simulation')
plt.legend()
plt.show()
```
该代码使用了`scipy.integrate`库中的`odeint`函数求解ODE方程,其中ODE函数`water_tank`计算三个水箱的水位高度变化率,参数包括每个水箱的底面积、流量系数等。最后使用`matplotlib`库绘制出三个水箱的水位高度随时间的变化趋势。
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