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File:Stability region for BDF1.svg

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原始文件 （SVG文件，尺寸为720 × 540像素，文件大小：88 KB）

摘要

描述
English: Region of absolute stability for the backward Euler = BDF1 method. See below for Python source. Compare with page 350 of Süli, Endre; Mayers, David (2003), An Introduction to Numerical Analysis, Cambridge University Press, ISBN 0521007941.
日期
来源 自己的作品
作者 Jitse Niesen
SVG开发
InfoField
 
该SVG的源代码为有效代码。
 
本矢量图使用Matplotlib创作。
源代码
InfoField

Python code

import numpy
from matplotlib import pyplot

BFDcoeffs = { 1: {'alpha': [1, -1], 'beta': 1},
              2: { 'alpha': [3, -4, 1], 'beta': 2 },
              3: { 'alpha': [11, -18, 9, -2], 'beta': 6 },
              4: { 'alpha': [25, -48, 36, -16, 3], 'beta': 12 },
              5: { 'alpha': [137, -300, 300, -200, 75, -12], 'beta': 60 },
              6: { 'alpha': [147, -360, 450, -400, 225, -72], 'beta': 60 } }

plotWindow = { 1: { 'realPart': [-2, 3], 'imagPart': [-2, 2] },
               2: { 'realPart': [-2, 5], 'imagPart': [-3, 3] },
               3: { 'realPart': [-4, 8], 'imagPart': [-5, 5] },
               4: { 'realPart': [-4, 14], 'imagPart': [-8, 8] },
               5: { 'realPart': [-10, 25], 'imagPart': [-15, 15] },
               6: { 'realPart': [-20, 40], 'imagPart': [-30, 30] } }

# Returns > 1 if argument is not in region of absolute stability
def stabilityFunction(hTimesLambda, s):
    stabPolyCoeffs = list(BFDcoeffs[s]['alpha'])
    stabPolyCoeffs[0] -= hTimesLambda * BFDcoeffs[s]['beta']
    return max(abs(numpy.roots(stabPolyCoeffs)))

# Main program
for s in range(1,7):
    x = numpy.linspace(*plotWindow[s]['realPart'], num=400)
    y = numpy.linspace(*plotWindow[s]['imagPart'], num=400)
    [X,Y] = numpy.meshgrid(x,y)
    Z = numpy.zeros(X.shape)
    for m in range(X.shape[0]):
        for n in range(X.shape[1]):
            Z[m,n] = stabilityFunction(X[m,n] + 1j * Y[m,n], s)
    pyplot.contour(X, Y, Z, [1], colors='k')
    pyplot.contourf(X, Y, Z, [0,1], colors=[[1, 0.5, 0.8]])
    pyplot.plot(plotWindow[s]['realPart'], [0, 0], 'k--')
    pyplot.plot([0, 0], plotWindow[s]['imagPart'], 'k--')
    pyplot.gca().tick_params(labelsize = 20)
    pyplot.savefig('Stability_region_for_BDF%d.svg' % s)
    pyplot.clf()

许可协议

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当前2012年3月20日 (二) 15:372012年3月20日 (二) 15:37版本的缩略图720 × 540（88 KB）Jitse Niesen

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