""" ---------------------------------------------------------------- """ """ """ """ Volte Antoine & Martouzet Grégoire """ """ """ """ gregoire.martouzet@ens-paris-saclay.com """ """ ---------------------------------------------------------------- """ """ ----- Bibliothèques ----- """ import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.animation as animation from matplotlib.widgets import CheckButtons, Slider, Button from numpy import cos, sin, sqrt, arctan, linspace, pi, roll """ ----- Paramètres d'affichage ----- """ Delta_index = 40 # Nombre de frame non affichées pendant l'annimation (permet d'accelerer l'animation) N = 240 # Nombre de point de calcul (discretisation de l'angle) N_aff = 8 # Nombre de vecteur affichés = N/N_aff """ ----- Constantes Physiques (SI) ----- """ G = 6.67e-11 # Constante gravitationnelle # Terre R = 6370 # Rayon M0 = 6e24 # Masse # Lune Ml = 7.35e22 # Masse dl = 384400 # Distance Terre-Lune tl = 0 # Angle Terre-Lune par rappport à l'axe Terre-Soleil # Soleil Ms = 1.99e30 # Masse ds = 149.6e6 # Distance Terre-Soleil # Masse d'un élément sur lequel le calcul est effectué m = 100 """ ----- Initialisation des listes ----- """ # Liste d'angle theta = linspace(0, 2*pi, N) delta_theta = theta[1] - theta[0] # Positions des vecteurs x, y = R*cos(theta), R*sin(theta) """ ----- Force exercée par les astres ----- """ def f(theta, M, d): fx = 2*G*m*R*cos(theta)* M/d**3 fy = -G*m*R*sin(theta)* M/d**3 return fx, fy # Lune fx, fy = f(theta, Ml, dl) fmaree_L_x, fmaree_L_y = fx, fy # Soleil fmaree_S_x, fmaree_S_y = f(theta, Ms, ds) # Total fmaree_T_x = fmaree_L_x + fmaree_S_x fmaree_T_y = fmaree_L_y + fmaree_S_y """ ----- Fonction de mise-à-jour des paramètres ----- """ def maj_slide(val): """ Modification de la postion de la Lune - On calcul les nouvelles directions et normes dans le repère de départ - On réalise une permutation circultaire pour placer les vecteur "où il faut" - Maj de l'affichage si il faut """ global fmaree_L_x, fmaree_L_y, tl # Arrondi de la position de la lune au theta le plus proche tl = round(val/delta_theta)*delta_theta # nombre de circulation à faire pour tourner n = int(round(val/delta_theta)) # maj de la position graphique circle_Lune1.center = 8000*cos(tl), 8000*sin(tl) circle_Lune2.center = 8000*cos(tl), 8000*sin(tl) # On pivote les directions fmaree_L_x = ( cos(tl)*fx - sin(tl)*fy ) fmaree_L_y = ( cos(tl)*fy + sin(tl)*fx ) # On fait une permutation circulaire pour placer les vecteur "où il faut" fmaree_L_x = roll(fmaree_L_x, n) fmaree_L_y = roll(fmaree_L_y, n) # Maj du champ de la lune vector_l.set_UVC(fmaree_L_x[::N_aff], fmaree_L_y[::N_aff]) # Maj de la somme fmaree_T_x = fmaree_L_x + fmaree_S_x fmaree_T_y = fmaree_L_y + fmaree_S_y vector_t.set_UVC(fmaree_T_x[::N_aff], fmaree_T_y[::N_aff]) def maj_check(label): global is_check, vector_l, vector_s, vector_t is_check[label] = not is_check[label] vector_l.set_visible( is_check['Lune'] ) vector_s.set_visible( is_check['Soleil'] ) vector_t.set_visible( is_check['Somme'] ) plt.draw() """ ----- Création de la fenetre ----- """ fig = plt.figure() fig.canvas.set_window_title('Marée') """ ----- Différents axes et configuration ----- """ ax_astre= plt.axes( [0.25, 0.30, 0.70, 0.65] ) # Zone de dessin des astres ax_anim = plt.axes( [0.1 , 0.1 , 0.85, 0.15] ) # Secondaire (1D) # Aspect ration equal pour avoir des cercles ronds ax_astre.set_aspect('equal', 'datalim') # Pas de ticks pour la zone de dessin ax_astre.get_xaxis().set_visible(False) ax_astre.get_yaxis().set_visible(False) """ ----- Affichage des champs ----- """ vector_l = ax_astre.quiver(x[::N_aff], y[::N_aff], fmaree_L_x[::N_aff], fmaree_L_y[::N_aff], units='xy', color='gray', scale_units='x', scale=0.04) vector_s = ax_astre.quiver(x[::N_aff], y[::N_aff], fmaree_S_x[::N_aff], fmaree_S_y[::N_aff], units='xy', color='red', scale_units='x', scale=0.04) vector_t = ax_astre.quiver(x[::N_aff], y[::N_aff], fmaree_T_x[::N_aff], fmaree_T_y[::N_aff], units='xy', scale_units='x', scale=0.04) vector_s.set_visible( False ) vector_t.set_visible( False ) """ ----- Dessin des Astres ----- """ # Terre ax_astre.add_artist( plt.Circle((0.0, 0.0), R, color='blue', fill=False) ) # Lune circle_Lune1 = plt.Circle((8000*cos(tl), 8000*sin(tl)), 500, color='gray') circle_Lune2 = plt.Circle((8000*cos(tl), 8000*sin(tl)), 500, fill=False) ax_astre.add_artist(circle_Lune1) ax_astre.add_artist(circle_Lune2) # Soleil ax_astre.add_artist( plt.Circle((-10000, 0.0), 1000, color='yellow') ) ax_astre.add_artist( plt.Circle((-10000, 0.0), 1000, color='red', fill=False) ) # Point rouge d'observation humain, = ax_astre.plot(x[0], y[0], 'or') """ ----- Fonctions et paramètres pour l'animation ----- """ index = 0 t_max = 1 amp_lune = [0] time = [0] pause = True def animate(i): global pause, index, amp_lune, time for j in range(Delta_index): if not pause: index += 1 # on fait tourner la lune aussi maj_slide( (index)*2*pi/(29.5*N) ) sang.set_val( (index)*2*pi/(29.5*N) ) amp = ((fmaree_L_x+fmaree_S_x)*cos(theta) + (fmaree_L_y+fmaree_S_y)*sin(theta)) time.append(index/N) amp_lune.append(amp[index%N]) if index == int(t_max*N): pause = True humain.set_data(x[index%N], y[index%N]) h.set_data(time, amp_lune) ax_anim.axis([0, index/N, 1.1*min(amp_lune), 1.1*max(amp_lune)]) fig.canvas.draw_idle() return def begin_animation(t): global amp_lune, time, t_max, index, pause index = 0 t_max = t amp_lune = [0] time = [0] pause = False def btn_anim1(event): begin_animation(1) def btn_anim29(event): begin_animation(29.5) def btn_animInf(event): begin_animation(-1) def btn_pause(event): global pause pause = not pause """ ----- Widgets pour changer les paramètres ----- """ # Zones des Widgets rax = plt.axes( [0.01, 0.75, 0.12, 0.15] ) # Checkbox bax = plt.axes( [0.01, 0.65, 0.12, 0.08] ) # btn 1 bax2 = plt.axes( [0.01, 0.55, 0.12, 0.08] ) # btn 2 bax3 = plt.axes( [0.01, 0.45, 0.12, 0.08] ) # btn 3 bax4 = plt.axes( [0.01, 0.35, 0.12, 0.08] ) # btn 4 axang = plt.axes( [0.25, 0.01, 0.65, 0.03] ) # Slider # Checkbox pour choisir les champs à afficher is_check = {'Lune':True, 'Soleil':False, 'Somme': False} check = CheckButtons(rax, ('Lune', 'Soleil', 'Somme'), (True, False, False)) check.on_clicked(maj_check) # 1 jour sur terre bouton_jour_terre = Button(bax, '24h') bouton_jour_terre.on_clicked(btn_anim1) # 1j sur la Lune (=29.5j) bouton_jour_lune = Button(bax2, '29.5j') bouton_jour_lune.on_clicked(btn_anim29) # infini bouton_inf = Button(bax3, 'Infini') bouton_inf.on_clicked(btn_animInf) # Pause bouton_pause = Button(bax4, 'Pause') bouton_pause.on_clicked(btn_pause) # Axe pour la valeur de la force ax_anim.set_xlabel('jour') h, = ax_anim.plot([],[]) # Slider pour modifier la position de la Lune sang = Slider(axang, 'Angle Terre-Lune', 0, 2*pi, valinit=0.0) sang.on_changed(maj_slide) """ ----- Affichage et lancement ----- """ ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, blit=False, interval=200, repeat=True) plt.show()