Как использовать массивы в Python аналогично тому, как они используются в Matlab ⇐ Python

[Гость]

В настоящее время я пытаюсь улучшить свои навыки работы с Python, используя его для воссоздания некоторых старых проектов Matlab, которые я делал в бакалавриате. Однажды я использовал Matlab для моделирования протона, притягивающего электрон, используя многомерные массивы для хранения положений и скоростей для каждого временного шага. Теперь я пытаюсь сделать то же самое в Python, но способ работы массивов сильно отличается от того, как они используются в Matlab. Я сталкиваюсь с множеством ошибок и выясняю ситуацию по ходу дела, но думаю, что застрял в размышлениях о массивах в «путе Matlab», и некоторые моменты о том, как это сделать в Python, были бы очень признательны.

Код: Выделить всё

#This code is for plotting the trajectory of an electron travelling through space
#The particle is in the vacinity of a central force (A proton at the origin)

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

re = np.array([[1e-11],[1e-11]]) #let re denote the trajectory of the electron with x = r[0] and y = r[1]
m = 9.11e-31 #mass of electron
k = 8.99e9 #Coulomb's constant [N m^2/C^2]
q = 1.6e-19 #charge of electron and proton [C]
rp = [0,0] #rp is the position of the proton
dt = 0.001 #time differential [s]

v = np.array([[-3e12],[0]]) #the electron has initial velocity of v = (-3, 0) [m/s]
phi = np.arctan2(re[1][0], re[0][0]) #starting angle

for i in range(1,10):
# nrex = (re[0][i-1])+v[0][i-1]*dt #nuew position in x
# nrey = (re[1][i-1])+v[1][i-1]*dt #new position in y
re[0] = np.append(re[0], ((re[0][i-1])+v[1][i-1]*dt), axis=1) #, axis=1) #for each timestep move the velocity in x
re[1] = np.append(re[1], ((re[1][i-1])+v[1][i-1]*dt), axis=1) #for each timestep mobe the velocity in y

phi = np.arctan2(re[1][i],re[0][i]) #update the angle
rho = np.sqrt(re[0][i]**2 + re[1][i]**2) #update separation from proton
v[0] = np.append(n[0], (v[0][i-1]+((k*(q**2)/(rho**2))/m)*np.cos(phi)*dt), axis=1) #update velocity in x
v[1] = np.append(v[1], (v[1][i-1]+((k*(q**2)/(rho**2))/m)*np.sin(phi)*dt), axis=1) #update velocity in y

plt.scatter(re[0][:], re[1][:], s=2, c='b') #Plot electron's trajectory
plt.scatter(rp[0],rp[1], s=3, c='r') #Show proton's position
plt.show() #Show

Basically what I'm trying to do is add the next "state" of the system at the end of every "vector" within an array (one for position and one for velocity, both containing components for x and y), and finally plotting each time state to see the entire trajectory. This however returns the following error:

Код: Выделить всё

Traceback (most recent call last):
File "c:\Users\hecto\OneDrive\Documentos\ITESM\8vo semestre\Repaso Python\ParticleInElectricField.py", line 20, in 
re[0] = np.append(re[0], ((re[0][i-1])+v[1][i-1]*dt), axis=1) #, axis=1) #for each timestep move the velocity in x
File "", line 200, in append
File "C:\Users\hecto\AppData\Local\Programs\Python\Python38\lib\site-packages\numpy\lib\function_base.py", line 5499, in append
return concatenate((arr, values), axis=axis)
File "", line 200, in concatenate
numpy.AxisError: axis 1 is out of bounds for array of dimension 1
PS C:\Users\hecto\OneDrive\Documentos\ITESM\8vo semestre\Repaso Python>

Can you not append to a specific "vector" within an array? Or am I missing something. Any pointers help, thanks in advance!
When I tried the same code withoue the "axis=1" i returned an erro about the dimensions of the array. This is probably because without it, np.append flattens the vector. When I try "axis=0", the error becomes:

Код: Выделить всё

Traceback (most recent call last):
File "c:\Users\hecto\OneDrive\Documentos\ITESM\8vo semestre\Repaso Python\ParticleInElectricField.py", line 20, in 
re[0] = np.append(re[0], ((re[0][i-1])+v[1][i-1]*dt), axis=0) #, axis=1) #for each timestep move the velocity in x
File "", line 200, in append
File "C:\Users\hecto\AppData\Local\Programs\Python\Python38\lib\site-packages\numpy\lib\function_base.py", line 5499, in append
return concatenate((arr, values), axis=axis)
File "", line 200, in concatenate
ValueError: all the input arrays must have same number of dimensions, but the array at index 0 has 1 dimension(s) and the array at index
1 has 0 dimension(s)

This is weird because what I'm trying to append is a value, not an array. Имеет смысл, что он имеет размерность 0, но зачем ему нужно добавлять измерение в конец массива? Это заставляет меня думать, что «axis=0» — неправильный путь, но я тоже не могу сказать, почему.


Источник: https://stackoverflow.com/questions/781 ... -in-matlab