import matplotlib.pyplot as plt import numlos from tools import file_handling as dtr, edit_list as ed, vinkelfart as vf from tools.ping_pong_constants import * from tools.global_constants import * def plot_txy(plot_name='', data_name='',t_list='',x_list='',y_list=''): #plotter x og y mot t t_list, x_list, y_list = dtr.file_to_txy(data_name) plt.figure() plt.plot(t_list,x_list, color = 'b', label = 'x') plt.plot(t_list, y_list, color = 'r', label = 'y') plt.legend(loc='upper left') plt.xlabel('t') vis = input('vis plot? (j/n)') if vis == 'j': plt.show() plt.savefig('plots/'+plot_name) def plot_tTheta(plot_name='', data_name='',t_list='',theta_list=''): #plotter theta mot t if data_name: t_list, theta_list = dtr.file_to_tTheta(data_name) plt.figure() plt.plot(t_list,theta_list) plt.xlabel('t') plt.ylabel('theta / [pi]') vis = input('vis plot? (j/n)') if vis == 'j': plt.show() else: plt.savefig('plots/'+plot_name) def plot_bane(plot_name='', data_name='', x_list='', y_list = ''): #plotter x mot y if data_name: x_list, y_list = dtr.file_to_xy(data_name) plt.figure() plt.plot(x_list, y_list) plt.xlabel('x-posisjon') plt.ylabel('y-posisjon') vis_sirkel = input('vis sentrum i sirkel? (j/n)') if vis_sirkel == 'j': R = ed.find_radius(x_list, y_list) s_x = np.linspace(-R,R,1000) s_y = [-(np.sqrt(R**2 - x**2)) for x in s_x] plt.plot(s_x,s_y) plt.plot([0],[0],marker='.') vis = input('vis plot? (j/n)') if vis == 'j': plt.show() def plot_twa(theta_list,w_list,alfa_list): #plotter numerisk theta, w, alfa som funksjon av tid t_list = np.linspace(0,dt*len(theta_list),len(theta_list)) plt.figure() plt.plot(t_list,theta_list,color='r', label='theta') plt.plot(t_list,w_list, color='b', label='w') plt.plot(t_list,alfa_list, color='g', label='alfa') plt.plot([0,t_list[-1]],[0,0], color='B') #støttelinjer plt.legend() plt.title('k = '+str(k) + ' Cd = ' + str(Cd) + ' w_turb = '+ str(w_turbulens)) plt.xlim(0,10) plt.show() plt.close() def plot_svingninger_mot_num(filename): #plotter en og en eksperimentell svingning mot tilsvarende numerisk svingning t, theta = dtr.file_to_tTheta(filename) theta, t = ed.svingningsfinner(theta, t) for i in range(len(theta)): t[i] = ed.adjust_t0(t[i]) plt.plot(t[i], theta[i]) def plot_luftmotstand_mot_vinkelfart(save=False): #plotter luftmotstand mot vinkelfart t, theta = dtr.file_to_tTheta('gjennomsnitt.txt') theta_sving, t_sving = ed.svingningsfinner(theta, t) t_sving = [ed.adjust_t0(t_list) for t_list in t_sving] for i in range(len(theta_sving)): if len(t_sving[i]) > 15: luft_list = vf.luftmotstand(t_sving[i], theta_sving[i]) fart_list = vf.vinkelfart(t_sving[i], theta_sving[i]) try: #en av listene er har 3 elementer pga. en spesialtilfelle i svingningsfinner plt.plot(fart_list[2:-50], luft_list[2:-50], color='r') except ValueError: print(i, ' : ', t_sving[i]) plt.xlabel('Vinkelhastighet [1/s]') plt.ylabel('Luftmotstand [N]') plt.xlim(-0.45, 0.45) plt.ylim(-0.0035, 0.0035) plt.savefig('plots/luftmotstand_vinkelfart_svingning_' + str(i)) plt.show() def plot_normalkraft_theta(): #plotter normalkraft mot theta t, theta = dtr.file_to_tTheta('gjennomsnitt.txt') theta, w, alfa, tid = numlos.gen_list(theta[0], 0) w = np.array(w) theta = np.array(theta) alfa = np.array(alfa) v = R * w # hastighet fra vinkelhastighet og radius G_n = - m * g * np.cos(theta) # G normalt på banen S = m * (v ** 2) / R # sentripetalkraften N = S - G_n # S = N + G_n f = c * m * R * alfa plt.plot(theta, N) plt.xlabel('Vinkelutslag') plt.ylabel('Normalkraft [N]') plt.savefig('plots/normalkraft_theta') def plot_theta_numerikk(): #plotter vinkelutslag fra eksperimentell og numerisk data mot tid i samme plot for en svingning av gangen t, theta = dtr.file_to_tTheta('gjennomsnitt.txt') theta_sving, t_sving = ed.svingningsfinner(theta, t) t_sving = [ed.adjust_t0(t_list) for t_list in t_sving] farger = ['r', 'g', 'b', 'y', 'c', 'm'] * 2 for i in range(len(theta_sving)): n_theta, n_w, n_a, n_tid = numlos.gen_list(theta_sving[i][0], 0) plt.plot(n_tid, n_theta, label='Numerikk') plt.plot(t_sving[i], theta_sving[i], label='Eksperimentell') plt.xlim(0, 2) plt.ylim(-0.2, 0.2) plt.xlabel('Tid [s]') plt.ylabel('Vinkelutslag (radianer)') plt.legend(loc='lower left') plt.savefig('plots/theta_mot_numerikk_' + str(i)) plt.show() plt.plot(t, theta, label='Data') plt.plot(n_tid, n_theta, label='Numerikk') plt.legend() plt.show() def plot_eksperimentell_mot_lam_turb(): #plotter eksperimentelt vinkelutslag mot laminær og turbulent modell, for en svingning av gangen t, theta = dtr.file_to_tTheta('gjennomsnitt.txt') theta_sving, t_sving = ed.svingningsfinner(theta, t) t_sving = [ed.adjust_t0(t_list) for t_list in t_sving] for i in range(len(theta_sving)): n_turb_theta, n_turb_w, n_turb_a, n_turb_tid = numlos.gen_list(theta_sving[i][0], 0, turb=0.1) plt.plot(n_turb_tid, n_turb_theta, label='Turbulent numerikk') n_lam_theta, n_lam_w, n_lam_a, n_lam_tid = numlos.gen_list(theta_sving[i][0], 0, turb=1) plt.plot(n_lam_tid, n_lam_theta, label='Laminær numerikk') plt.plot(t_sving[i], theta_sving[i], label='Eksperimentell') plt.xlim(0, 2) plt.ylim(-0.2, 0.2) plt.xlabel('Tid [s]') plt.ylabel('Vinkelutslag (radianer)') plt.legend(loc='lower left') plt.savefig('plots/theta_mot_lam_turb_' + str(i)) plt.show() def normal_friksjon(): #plotter normalkraft og friksjonskraft som funksjon av vinkelutslag (bruker numerisk data) t, theta = dtr.file_to_tTheta('gjennomsnitt.txt') theta, w, alfa, tid = numlos.gen_list(theta[0], 0) w = np.array(w) theta = np.array(theta) alfa = np.array(alfa) v = R * w # hastighet fra vinkelhastighet og radius G_n = - m * g * np.cos(theta) # G normalt på banen S = m * (v ** 2) / R # sentripetalkraften N = S - G_n # S = N + G_n f = c * m * R * alfa plt.plot(theta, f) plt.xlabel('Vinkelutslag') plt.ylabel('Friksjonskraft [N]') plt.savefig('plots/friksjon_theta') plt.show() def vinkelfart_mot_numerikk(): #plotter eksperimentell vinkelfart mot numerisk vinkelfart t,theta = dtr.file_to_tTheta('gjennomsnitt.txt') theta_sving,t_sving = ed.svingningsfinner(theta,t) for i in range(len(t_sving)): print(i) t_sving[i] = ed.adjust_t0(t_sving[i]) fart = (vf.vinkelfart(t_sving[i],theta_sving[i])) #fart = [fart[i] - fart[1] for i in range(len(fart))] n_theta,n_turb_w,n_a,n_t = numlos.gen_list(theta_sving[i][0],fart[0],turb=0.001) n_theta, n_lam_w, n_a, n_t = numlos.gen_list(theta_sving[i][0], fart[0], turb=1) n_t = n_t[70:] n_t = ed.adjust_t0(n_t) plt.plot(n_t,n_turb_w[70:], label='Turbulent') plt.plot(n_t,n_lam_w[70:], label = 'Laminær') plt.plot(t_sving[i][1:-20], fart[1:-20], label='Data') plt.xlabel('Tid [s]') plt.ylabel('Vinkelfart [1/s]') plt.xlim(0,2) plt.legend(loc='best') plt.savefig('plots/fart_mot_numerikk_'+str(i)) plt.show() def usikker_w(glatt=15): #plotter eksperimentell vinkelfart med usikkerhet, hvor steglengde i utregningen er 'glatt' t, x, y = dtr.file_to_txy('gjennomsnitt.txt') theta, del_theta = ed.theta_usikker(x,y) w, delta_theta, delta_t = vf.vinkelfart(t, theta, usikker=True, glatt=glatt) w, delta_theta, delta_t = [np.array(x) for x in [w, delta_theta, delta_t]] del_w = abs(w) * np.sqrt((2 * del_theta / delta_theta) ** 2 + (2 * del_t / delta_t) ** 2) plt.plot(t[:-20], w[:-20]) upper = w + del_w lower = w - del_w plt.fill_between(t[:-20], lower[:-20], upper[:-20], color='b', alpha=0.2) plt.xlim(0, 5) plt.xlabel('Tid [s]') plt.ylabel('Vinkelfart [1/s]') plt.savefig('plots/vinkelfart_usikkerhet_glatt' + str(glatt)) plt.show() def usikker_alfa(glatt=30): #plotter vinkelakselerasjon med usikkerhet, hvor steglengde i utregningen er 'glatt' t, x, y = dtr.file_to_txy('gjennomsnitt.txt') theta, del_theta = ed.theta_usikker(x,y) alfa, delta_w, delta_t = [np.array(x) for x in vf.vinkelakselerasjon(t, theta, usikker=True, glatt=glatt)] w, delta_theta, delta_t = vf.vinkelfart(t, theta, usikker=True, glatt=glatt) w, delta_theta, delta_t = [np.array(x) for x in [w, delta_theta, delta_t]] del_w = abs(w) * np.sqrt((2 * del_theta / delta_theta) ** 2 + (2 * del_t / delta_t) ** 2) del_alfa = abs(alfa) * np.sqrt((2 * del_w / delta_w) ** 2 + (2 * del_t / delta_t) ** 2) plt.plot(t[:-20], alfa[:-20]) upper = w + del_alfa lower = w - del_alfa plt.fill_between(t[:-20], lower[:-20], upper[:-20], color='b', alpha=0.2) plt.ylim(-3, 3) plt.xlim(0.1, 2) plt.ylabel('Vinkelakselerasjon [1/s^2]') plt.xlabel('Tid [s]') plt.savefig('plots/vinkelaks_usikkerhet_glatt30') plt.show() def luft_usikker(): #plotter eksperimentell luftmotstand mot tid med usikkerhet t,x,y = dtr.file_to_txy('gjennomsnitt.txt') luft,del_luft = ed.luftmotstand(t,x,y) upper = np.array(luft) + np.array(del_luft) lower = np.array(luft) - np.array(del_luft) plt.plot(t,luft) plt.fill_between(luft,upper,lower) plt.show() def usikker_theta(): #plotter eksperimentelt vinkelutslag med usikkerhet t, x, y = dtr.file_to_txy('gjennomsnitt.txt') theta, del_theta = [np.array(x) for x in ed.u_theta(x, y)] theta, t, del_theta = [x[5] for x in ed.svingningsfinner(theta, t, del_theta)] upper = theta + del_theta lower = theta - del_theta plt.plot(t, theta, color='b') plt.fill_between(t, upper, lower, alpha=0.2) plt.xlabel('Tid [s]') plt.ylabel('Vinkelutslag (radianer)') plt.xlim(12.3, 14.4) plt.ylim(-0.08, 0.065) plt.savefig('plots/theta_usikker') plt.show() def usikker_luftmotstand(): #plotter eksperimentell luftmotstand mot tid med usikkerhet t, x, y = dtr.file_to_txy('gjennomsnitt.txt') luft, del_luft, w = ed.usikker_luftmotstand(t, x, y) upper = np.array(luft) + np.array(del_luft) lower = np.array(luft) - np.array(del_luft) plt.plot(w[:-50], luft[:-50], color='r') plt.fill_between(w[50:-50], upper[50:-50], lower[50:-50], color='b', alpha=0.2) plt.ylim(-0.002, 0.002) plt.xlim(0, 1.75) plt.xlabel('Vinkelfart [1/s]') plt.ylabel('Luftmotstand [N]') plt.savefig('plots/luftmotstand_vinkelfart_svingning_uten5') plt.show()