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私は流体シミュレーションから速度の大きさデータと渦度データを持つファイルを持っています。非常に騒々しいデータのためのPython高速フーリエ変換
私は、これらの2つのデータセットの頻度を調べたいと思います。
私のコード：
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Spyder Editor
This is a temporary script file.
"""
import re
import math
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
probeU1 = []
probeV1 = []
# this creates an array containig all the timesteps, cutting of the first 180, because the system has to stabelize.
number = [ round(x * 0.1, 1) for x in range(180, 301)]
# this function loops over the different time directories, and reads the velocity file.
for i in range(len(number)):
filenamepath = "/Refinement/Vorticity4/probes/" +str(number[i]) + "/U"
data= open(filenamepath,"r")
temparray = []
#removes all the formatting around the data
for line in data:
if line.startswith('#'):
continue
else:
line = re.sub('[()]', "", line)
values = line.split()
#print values[1], values[2]
xco = values[1::3]
yco = values[2::3]
#here it extracts all the velocity data from all the different probes
for i in range(len(xco)):
floatx = float(xco[i])
floaty = float(yco[i])
temp1 = math.pow(floatx,2)
temp2 = math.pow(floaty,2)
#print temp2, temp1
temp3 = temp1+temp2
temp4 = math.sqrt(temp3)
#takes the magnitude of the velocity
#print temp4
temparray.append(temp4)
probeU1.append(temparray)
#
#print probeU1[0]
#print len(probeU1[0])
#
# this function loops over the different time directories, and reads the vorticity file.
for i in range(len(number)):
filenamepath = "/Refinement/Vorticity4/probes/" +str(number[i]) + "/vorticity"
data= open(filenamepath,"r")
# print data.read()
temparray1 = []
for line in data:
if line.startswith('#'):
continue
else:
line = re.sub('[()]', "", line)
values = line.split()
zco = values[3::3]
#because the 2 dimensionallity the z-component of the vorticity is already the magnitude
for i in range(len(zco)):
abso = float(zco[i])
add = np.abs(abso)
temparray1.append(add)
probeV1.append(temparray1)
#Old code block to display the data and check that it made a wave pattern(which it did)
##Printing all probe data from 180-300 in one graph(unintelligible)
#for i in range(len(probeU1[1])):
# B=[]
# for l in probeU1:
# B.append(l[i])
## print 'B=', B
## print i
# plt.plot(number,B)
#
#
#plt.ylabel('magnitude of velocity')
#plt.show()
#
##Printing all probe data from 180-300 in one graph(unintelligible)
#for i in range(len(probeV1[1])):
# R=[]
# for l in probeV1:
# R.append(l[i])
## print 'R=', R
## print i
# plt.plot(number,R)
#
#
#plt.ylabel('magnitude of vorticity')
#plt.show()
#Here is where the magic happens, (i hope)
ans=[]
for i in range(len(probeU1[1])):
b=[]
#probeU1 is a nested list, because there are 117 different probes, wich all have the data from timestep 180-301
for l in probeU1:
b.append(l[i])
#the freqeuncy was not oscillating around 0, so moved it there by substracting the mean
B=b-np.mean(b)
#here the fft happens
u = np.fft.fft(B)
#This should calculate the frequencies?
freq = np.fft.fftfreq(len(B), d= (number[1] - number[0]))
# If im not mistakes this finds the peak frequency for 1 probe and passes it another list
val = np.argmax(np.abs(u))
ans.append(np.abs(freq[val]))
plt.plot(freq, np.abs(u))
#print np.mean(ans)
plt.xlabel('frequency?')
plt.savefig('velocitiy frequency')
plt.show()
# just duplicate to the one above it
ans1=[]
for i in range(len(probeV1[1])):
c=[]
for l in probeU1:
c.append(l[i])
C=c-np.mean(c)
y = np.fft.fft(C)
freq1 = np.fft.fftfreq(len(C), d= (number[1] - number[0]))
val = np.argmax(np.abs(y))
ans1.append(np.abs(freq1[val]))
plt.plot(freq1, np.abs(y))
#print np.mean(ans1)
plt.ylabel('frequency?')
plt.savefig('vorticity frequency')
plt.show()
data.close()
私のデータは、速度の大きさデータの独自の121点を有する117個のプローブそれぞれが含まれています。
私の目的は、各プローブの優位な周波数を見つけて、それらのすべてを収集してヒストグラムにプロットすることです。
私の質問は、これがマジックが起こる場所であると言う部分についてです。私はfftが既に正しく動作していると信じています
y = np.fft.fft(C)
freq1 = np.fft.fftfreq(len(C), d= (number[1] - number[0]))
私が間違っていないのであれば、freq1リストには特定のプローブのすべての周波数が含まれているはずです。私はこのリストを視覚的にチェックしました。異なる周波数の量は非常に高く（20+）、信号はおそらく非常に騒々しいです。
# If im not mistakes this finds the peak frequency for 1 probe and passes it another list
val = np.argmax(np.abs(u))
ans.append(np.abs(freq1[val]))
この部分は、理論上、1つのプローブからの最大信号を「ans」リストに入れるべきであることを確認してください。しかし、私はちょうど正しい周波数を正確に特定できない方法についてちょっと混乱しています。理論は1つの主な周波数でなければならない。どのようにしてすべてのノイズからこのデータすべてから「主な」周波数を正しく推定できますか？
参考のため、私はVon Karmannボルテックスストリートをモデリングしています。 https://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1n_vortex_street
誰でもこの問題の解決方法を教えてください。