ベクトル場の見やすい可視化（Python）

二次元定常流の見やすい可視化をPythonで使いたい

元ネタ

• こちらのMatlabで書かれた記事を直接参考にしました https://ichiro-maruta.blogspot.com/2017/09/blog-post.html?m=1
• このグループが2012にやったのが初出のようだ http://hint.fm/projects/wind/

仕組み

• まずnl個の仮想粒子を置いて、それぞれについて与えられたベクトル場に基づいて流線(streamline)を計算し、(nt + 1)ステップ分の座標を保存します(get_streamlines)
  • 湧出し点でスカスカにならないよう、(nt + 1)ステップのうち真ん中を乱数で与えました
• nl個の流線それぞれについて、nt個のセグメントを時刻の関数で色付けします(plot_snap)
• ループで表示します（plot_anime、トップ画）
  • わずかnt = 30枚のループですが、ループしているようには見えないのではないでしょうか？nl個の流線それぞれについて、時刻をズラしているのがミソのようです
  • (x, y) = (-0.3, -0.3)辺りから生えてる流線を追ってみるのが分かりやすいと思います

コード

https://gist.github.com/ysdtkm/007e39824992f0b5085f37e487c6cdd4
注意: rm -rf imgを含みます。何もない場所で実行してください

発展

• 非定常流への拡張
• Cartopy等と連携して地図上の曲がった座標系でプロット