如何使用 matplotlib 绘制 2d FEM 结果？

有限元法 (FEM) 用于各种任务，例如不同材料类型的建模、测试复杂的几何形状、可视化作用于设计的小区域的局部效果。它基本上将一个大空间域分解为称为“有限元素”的简单部分。然后将模拟这些有限元的简单方程收集到一个更大的方程组中，以对整个域进行建模。

要使用 matplotlib 绘制 2d FEM 结果，我们可以采取以下步骤 -

• 设置图形大小并调整子图之间和周围的填充。

• 使用 numpy 创建节点、元素和节点值数据点。

• 转置节点的数据点。

• 创建一个 3D 填充等值线图，使用tricontourf().

• 要显示图形，请使用show()方法。

示例

import numpy as np
importmatplotlib.pyplotas plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

nodes = np.array([
   [0.0, 0.0],
   [1.0, 0.0],
   [2.0, 0.5],
   [0.0, 1.0],
   [1.0, 1.0],
   [1.7, 1.3],
   [1.0, 1.7]])

elements = np.array([
   [1, 2, 5],
   [5, 4, 1],
   [2, 3, 6],
   [6, 5, 2],
   [4, 5, 7],
   [5, 6, 7]])

values = [1, 2, 1, 2, 7, 4, 5]

x, y = nodes.T

plt.tricontourf(x, y, elements - 1, values, 12, cmap='copper')

plt.show()

它将产生以下输出