odeint -(TypeError: can't convert expression to float ) - 將表達式導入 function 以執行 odeint

Question

這是我得到的錯誤

Traceback (most recent call last):

  File "C:\Users\user\.spyder-py3\Numerical Methods Problems\FreeFall.py", line 40, in <module>
    ans=odeint(vel,0,t)

  File "C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\scipy\integrate\odepack.py", line 245, in odeint
    int(bool(tfirst)))

  File "C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\sympy\core\expr.py", line 325, in __float__
    raise TypeError("can't convert expression to float")

TypeError: can't convert expression to float

這是我的代碼-我對編碼很陌生，並且正在學習將其用於數值計算：

from scipy.integrate import odeint
from sympy import *
import numpy as np
import math

def diff_cd(re_no):
    Re=Symbol('Re')
    expr=(24/Re)+(6/(1+(Re**0.5)))+0.4
    ans=diff(expr,Re).subs(Re,re_no)    
    return ans

def diff_re(k,u_no):
    u=Symbol('u')
    expr=k*u
    ans=diff(expr,u).subs(u,u_no)
    return ans    

ans = [diff_cd(20),diff_re(11,15)]

rhog=1.2
mug=1.872*(10**(-5))
a=0.3

u=Symbol('u')
pi=math.pi

k=(2*rhog*a/mug)
Re=k*u

p1=(rhog*pi*(a**2)*u*Re*((24/Re)+(6/(1+(Re**0.5)))+0.4))+(0.5*rhog*pi*(a**2)*(u**2)*diff_cd(Re)*diff_re(k,u))

ansfu=p1*(-1/24)


def vel(y,t):
    dudt = ansfu
    return dudt

t=np.linspace(1,100,100)
ans=odeint(vel,0,t)


print(ans)

我只需要在沒有這個錯誤的情況下得到答案。 還有一種方法可以在單個 function 中完成所有這些操作

Answer 1

如果我在ode調用之前添加一個print(vel(0,0))我得到

-271.868595022194*u**2*(-3.97723522060237e-7*u**(-0.5)/(u**0.5 +
0.00509901951359279)**2 - 1.6224e-8/u**2) - 
543.737190044387*u**2*(0.4 + 6/(196.116135138184*u**0.5 + 1) + 0.000624/u)

也就是說，一個sympy的表達，而不是一個數字。 odeint無法使用它！

u被定義為Symbol ，因此任何使用它的 python 表達式也將是一個 sympy 表達式。

特別是如果您是編碼新手，您應該堅持使用 package 或其他。 如果以符號方式定義 function，則使用sympy及其自己的求解器。 但是，如果scipy產生的數值解很重要，那么使用 python/numpy 定義 function。 不要試圖混合 sympy 和 numpy （沒有更多經驗）。

Answer 2

老問題，但似乎你可以使用 sympy 的lambdify function 解決這個問題。 你會這樣做：

f = lambdify(x, x**2, modules=['scipy'])

現在f是 lambda，您可以將其與 scipy 一起使用。