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Calcul scientifique Python Discussion :

simulation numérique billard


Sujet :

Calcul scientifique Python

  1. #1
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    Par défaut simulation numérique billard
    Bonjour à tous,

    Je suis un débutant en python (et en programmation en général), j'ai commencé ce semestre dans le cadre de mes études, et j'ai choisi un sujet dans lequel je dois modéliser la casse du billard américain. Je m'excuse d'avance si mon code pique un peu les yeux, il faut bien commencer quelque part... Je précise que je ne suis introduit qu'aux bibliothèques numpy et scipy, et niveau graphisme uniquement matplotlib, donc je n’essaie pas de faire un beau truc, juste un programme fonctionnel.

    Je néglige les frottements, et je considère les chocs comme parfaitement élastiques, donc je ne manipule que des positions et des vitesses. L'objectif de cette étude est de définir les conditions initiales de la boule blanche (x0,y0,vx0,vy0) pour lesquelles l’éparpillement des billes est maximal, mais j'en suis encore à modéliser le billard.

    J'ai commencé par faire un programme qui calculait le prochain temps d'impact avec le rebord, en fonction de la position et de la vitesse. Cela a plutôt bien fonctionné, mais quand je me suis penché sur la question des chocs entre les billes, je devais trouver un temps de choc pour lequel les billes allaient rentrer en contact en connaissant seulement leurs vitesses, et le problème c'est que le choc réel entre les billes a lieu avant le choc des centres de gravité.

    J'ai donc changé d'approche et j'ai pris une échelle de temps fixe (comme je ne m’intéresse qu'à la casse, une dizaine de seconde tout au plus devraient suffire).

    J'ai donc un programme beaucoup plus court que le précédent, mais j'ai besoin d'aide: j'affecte des floats dans des cases de tableau et j'obtiens cette erreur ?

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    line 160, in <module>
        vx[i],vy[i],vx[j],vy[j] = choc(x[i],y[i],x[j],y[j],vx[i],vy[i],vx[j],vy[j])
     
    ValueError: setting an array element with a sequence.

    Voici le code en entier:

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    # Programme simu.py
    # Guillaume, mars 2016.
    #
    # Simulation billard.
     
    ###### Importation des modules
     
    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
     
    ###### Definition des constantes
     
       # dimensions billard : bornes de l'espace
     
    l = 0.0572 #rayon de la boule
    xmin =0 
    xmax = 2.54 
    ymin = 0 
    ymax = 1.27 
     
     
     
       # tableau/coordonnées
     
    nombre = 16 #nombre de boules
     
     
    x = np.zeros(nombre)
    y = np.zeros(nombre)
    vx = np.zeros(nombre)
    vy = np.zeros(nombre)
     
     
      #conditions initiales
     
    x[0]=0.635#float(input("Entrez la position initiale en x de la boule blanche (inferieure a 0.636): "))# doit être inférieur à 0.635
    y[0]=0.635#float(input("Entrez la position initiale en y de la boule blanche (inferieure à 1.27): "))
    vx[0]= 10 #float(input("Entrez la composante en x de la vitesse de la boule blanche: ")) 
    vy[0]= 1 #float(input("Entrez la composante en y de la vitesse de la boule blanche: "))
     
    x[1]=1.905
    y[1]= 0.635
    vx[1]=0
    vy[1]=0
     
    y[2]=y[1]-l
    y[3]=y[1]+l
     
    y[4]=y[1]-2*l
    y[5]=y[1]
    y[6]=y[1]+2*l
     
    y[7]=y[1]-3*l
    y[8]=y[1]-l
    y[9]=y[1]+l
    y[10]=y[1]+3*l
     
    y[11]=y[7]-l
    y[12]=y[7]+l
    y[13]=y[1]
    y[14]=y[13]+2*l
    y[15]=y[14]+2*l
     
    for i in range(2,4):
        x[i]=x[1]+np.sqrt(3)*l
        vx[i]=vx[1]
        vy[i]=vy[1]
    for i in range(4,7):
        x[i]=x[1]+2*np.sqrt(3)*l
        vx[i]=vx[1]
        vy[i]=vy[1]
    for i in range(7,11):
        x[i]=x[1]+3*np.sqrt(3)*l
        vx[i]=vx[1]
        vy[i]=vy[1]
    for i in range(11,16):
        x[i]=x[1]+4*np.sqrt(3)*l
        vx[i]=vx[1]
        vy[i]=vy[1]
     
    tabx = [[x[0]],[x[1]],[x[2]],[x[3]],[x[4]],[x[5]],[x[6]],[x[7]],[x[8]],[x[9]],[x[10]],[x[11]],[x[12]],[x[13]],[x[14]],[x[15]]]
    taby = [[y[0]],[y[1]],[y[2]],[y[3]],[y[4]],[y[5]],[y[6]],[y[7]],[y[8]],[y[9]],[y[10]],[y[11]],[y[12]],[y[13]],[y[14]],[y[15]]]
     
    for i in range(nombre):
         plt.plot(x[i],y[i],'o',markersize=15)#boules à la position initiale
    plt.ylim(0,1.27)
    plt.xlim(0,2.54)
    plt.show()
    plt.close()
     
    #fonctions
     
    def posx(vx,t,x0):
       return (vx*t)+x0
     
    def posy(vy,t,y0):
       return (vy*t)+y0
     
    def choc(x1,y1,x2,y2,vx1,vy1,vx2,vy2):
       theta=np.arctan((y1-y2)/(x1-x2))
       V=np.sqrt((vx**2)+(vy**2))
       vf1x=-V+(2*(np.cos(theta)**2)*V)
       vf1y=2*np.sin(theta)*np.cos(theta)*V
       vf2x=2*V*(np.sin(theta)**2)
       vf2y=2*np.sin(theta)*np.cos(theta)
       return vf1x,vf1y,vf2x, vf2y
     
    def chocbord(x,y,vx,vy):
       g = 5
       d = 2
       b = 19
       h = 3
       if x<l:
          print("Choc avec le bord gauche")
          x = posx(vx,t,x)
          y = posy(vy,t,y)
          vx = -vx
          vy = vy
          g=1
       elif x>xmax-l:
          print("Choc avec le bord droit")
          x = posx(vx,t,x)
          y = posy(vy,t,y)
          vx = -vx
          vy = vy
          d=1
       elif y<l:
          print("Choc avec le bord bas")
          x = posx(vx,t,x)
          y = posy(vy,t,y)
          vx = vx
          vy = -vy
          b=1
       elif y>ymax-l:
          print("Choc avec le bord haut")
          x = posx(vx,t,x)
          y = posy(vy,t,y)
          vx = vx
          vy = -vy
          h=1
       if g==b or g == h or d == b or d == h or (b==1 and x==xmax/2) or (h==1 and x==xmax/2):
          print("boule",i,"empochée")
          x=10
          y=10
          vx=0
          vy=0
       return vx,vy
     
     
    #programme principal
     
    for t in np.linspace(0,10,1000):
       for i in range(nombre):
          for j in range(nombre):
              if i != j:
                 x[i]=posx(vx[i],t,x[i])
                 y[i]=posy(vy[i],t,y[i])
                 if np.sqrt((((vx[i]*t)-(vx[j]*t))**2)+(((vy[i]*t)-(vy[j]*t))**2))<2*l:
                     if vx[j]==0 and vy[j]==0:
                       vx[i],vy[i],vx[j],vy[j] = choc(x[i],y[i],x[j],y[j],vx[i],vy[i],vx[j],vy[j])
                       tabx[i].append(x[i])
                       taby[i].append(y[i])
                       tabx[j].append(x[j])
                       taby[j].append(y[j])
     
                 elif x[i]<l or x[i]>xmax-l or y[i]<l or y[i]<ymax-l:
                       vx[i],vy[i] = chocbord(x[i],y[i],vx[i],vy[i])
                       tabx[i].append(x[i])
                       taby[i].append(y[i])
                 else: pass
     
    for i in range (nombre):
            #print(tabx[i][:],taby[i][:])
            plt.plot(tabx[i][:],taby[i][:])
     
     
    plt.ylim(0,1.27)
    plt.xlim(0,2.54)
    plt.show()
    print(t,'secondes')
    plt.close()
     
     
    for i in range(nombre):
         plt.plot(x[i],y[i],'o',markersize=15)#boules à la position finale
    plt.ylim(0,1.27)
    plt.xlim(0,2.54)
    plt.show()
    Si quelqu'un a une idée, ce serait sympa, je suis un peu bloqué la :/

    Merci à tous !

    PS. je sais que le code n'est pas complètement fini et qu'il est parfois bizarre, je me suis servi de morceaux de précédents programmes, mais pour l'instant mon gros problème c'est cette erreur...

  2. #2
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    Salut,

    Citation Envoyé par Zmooze Voir le message
    Si quelqu'un a une idée, ce serait sympa, je suis un peu bloqué la :/
    Le message d'erreur est pourtant clair: vous essayez d'enquiller un tableau (une séquence) dans une seule case. Pour vous en assurer, ajoutez un print:
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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                     a, b, c, d = choc(x[i],y[i],x[j],y[j],vx[i],vy[i],vx[j],vy[j])
                     print (a, b, c, d)
                     vx[i],vy[i],vx[j],vy[j] = a, b, c, d
    - W
    Architectures post-modernes.
    Python sur DVP c'est aussi des FAQs, des cours et tutoriels

  3. #3
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    Citation Envoyé par wiztricks Voir le message
    Salut,



    Le message d'erreur est pourtant clair: vous essayez d'enquiller un tableau (une séquence) dans une seule case. Pour vous en assurer, ajoutez un print:
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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                     a, b, c, d = choc(x[i],y[i],x[j],y[j],vx[i],vy[i],vx[j],vy[j])
                     print (a, b, c, d)
                     vx[i],vy[i],vx[j],vy[j] = a, b, c, d
    - W
    Merci de votre réponse ! Effectivement j'ai rectifié ça, je croyais que je mettais un seul nombre dans une case...

  4. #4
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    Par défaut code python billard
    Bonjour,

    Nous avons tenté d'utiliser votre code, mais malgré les modifications, nous ne parvenons pas à le faire fonctionner.
    Pourriez-vous nous apporter de l'aide ?
    Cela nous serait très utile.

    Merci

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