Análisis y Métodos Numéricos - Projecto Navier Stokes

discretizacion.py

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm
from PIL import Image


class Utils():
    @staticmethod
    def getX(punto: str):
        aux = punto.split(',')
        return int(aux[0])

    @staticmethod
    def getY(punto: str):
        aux = punto.split(',')
        return int(aux[1])


class DiferenciasFinitas():
    def __init__(self, paso: float, v0x: float, tamaño_malla: tuple):
        self.v0x = v0x
        self.paso = paso
        self.tamaño_malla = tamaño_malla

    def __condicion(self, x, y):
        if x == 0:
            return (self.v0x, "literal")
        if y == 0 or y == self.tamaño_malla[1]-1 or x == self.tamaño_malla[0]-1:
            return (0, "literal")
        else:
            return (1, str(x)+","+str(y))

    def terminos(self, px: int, py: int):
        #terminos={"valores":[ ],"etiqueta":[]}
        valores = []
        etiqueta = []
        lista = [lambda x, y: (self.__condicion(x+1, y)[0]/4, self.__condicion(x+1, y)[1]),
                 lambda x, y: (self.__condicion(x-1, y)
                               [0]/4, self.__condicion(x-1, y)[1]),
                 lambda x, y: (-1*self.__condicion(x, y+1)
                               [0]/4, self.__condicion(x, y+1)[1]),
                 lambda x, y: (-1*self.__condicion(x, y-1)
                               [0]/4, self.__condicion(x, y-1)[1]),
                 lambda x, y: (-1*self.v0x*self.paso*self.__condicion(x+1, y)
                               [0]/8, self.__condicion(x+1, y)[1]),
                 lambda x, y: (self.v0x*self.paso*self.__condicion(x+1, y)[0]/8, self.__condicion(x+1, y)[1])]
        for p in lista:
            # valor,etiqueta
            val, et = p(px, py)
            valores.append(val)
            etiqueta.append(et)
        return {"valores": valores, "etiquetas": etiqueta}


class Discretizacion():
    def __init__(self, tamaño_malla: tuple = (20, 15), v0x: float = 1, paso: float = 1/2):
        self.tamaño_malla = tamaño_malla
        self.v0x = v0x
        self.paso = paso

    def crearMatrizX(self):
        a = []
        b = []
        dif = DiferenciasFinitas(
            paso=self.paso, v0x=self.v0x, tamaño_malla=self.tamaño_malla)
        for row in range(1, self.tamaño_malla[0]-1):
            for column in range(1, self.tamaño_malla[1]-1):
                discretizacion = dif.terminos(row, column)
                size_row = (self.tamaño_malla[0]-1)*(self.tamaño_malla[1]-1)
                new_row = np.zeros((size_row))
                literal = 0
                for val, et in zip(discretizacion["valores"], discretizacion["etiquetas"]):
                    if et == "literal":
                        literal += val
                    else:
                        aux_tam = self.tamaño_malla[0]-1
                        posx = Utils.getX(et)
                        posy = Utils.getY(et)
                        new_row[((posy-1)*aux_tam)+posx] = val
                literal *= -1
                a.append(new_row)
                b.append(literal)

        a = np.array(a)
        b = np.array(b)
        return (a, b)


dis = Discretizacion()
matriz = dis.crearMatrizX()
print(matriz[0])
imagen = Image.fromarray(matriz[0]*256)
imagen.show()