注釈
Go to the end をクリックすると完全なサンプルコードをダウンロードできます.
磁場をプロットする#
次の例は,PyVistaを使用して磁場をプロットする方法を示しています.
この例では,流線の生成に streamlines_from_source()
,磁場の強さをプロットする add_volume()
に依存します.
このデータセットは,素晴らしいライブラリ magpylib の Coil Field Lines の例から作成しました.
import numpy as np
import pyvista as pv
from pyvista import examples
データセットのダウンロード#
まず,例のデータセットをダウンロードし,それが pyvista.ImageData
で,磁場は point_data
の 'B'
配列として格納されていることを示します.
grid = examples.download_coil_magnetic_field()
grid.point_data
pyvista DataSetAttributes
Association : POINT
Active Scalars : B
Active Vectors : B
Active Texture : None
Active Normals : None
Contains arrays :
B float64 (531441, 3) VECTORS
コイルを作る#
コイルを表現するためにいくつかのフープを作成します.これは,元の例のジオメトリと一致します.
coils = []
for z in np.linspace(-8, 8, 16):
coils.append(pv.Polygon((0, 0, z), radius=5, n_sides=100, fill=False))
coil_block = pv.MultiBlock(coils)
coil_block.plot(render_lines_as_tubes=True, line_width=10)
フィールドラインの計算とプロット#
次に,磁力の方向を表すために,コイルの中心からの流線を計算しましょう.これには,単純な pyvista.Disc()
を作成し,それを流線のソースとして使用することができます.
seed = pv.Disc(inner=1, outer=5.4, r_res=2, c_res=12)
strl = grid.streamlines_from_source(
seed,
vectors='B',
max_time=180,
initial_step_length=0.1,
integration_direction='both',
)
pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(
strl.tube(radius=0.1),
cmap='bwr',
ambient=0.2,
)
pl.add_mesh(coil_block, render_lines_as_tubes=True, line_width=5, color='w')
pl.camera.zoom(3)
pl.show()
磁石の磁場強度をプロットする#
最後に,磁場の強さをプロットしながら,流線とコイルをプロットして,全体をまとめましょう.
# Take the norm of the magnetic field
scalars = np.linalg.norm(grid['B'], axis=1)
# Customize the opacity to make it easier to visualize the strength of the
# field nearby the coil
opacity = 1 - np.geomspace(1.0, 0.05, 10)
# Add this all to the plotter
pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(
strl.tube(radius=0.1),
color='black',
)
pl.add_mesh(coil_block, render_lines_as_tubes=True, line_width=5, color='w')
vol = pl.add_volume(
grid,
scalars=scalars,
opacity=opacity,
cmap='hot',
show_scalar_bar=False,
)
vol.prop.interpolation_type = 'linear'
pl.camera.zoom(5)
pl.show()
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