提高odeint的速度：重力積分

Question

這個問題是關於scipy.integrate模塊中的odeint函數的。

我正在模擬基於以下原理的相互作用星系：我讓兩個原子核在開普勒軌道上移動，然後我把星系中的每顆星都沒有質量。

我在1個星系的參考系中工作，所以我使用兩個經典的牛頓重力+1離心力。

所有這些都與odeint（scipy.integrate模塊）集成在一起，這很好用。我的速度有問題odeint正在整合我的星星壽星： 每個恆星需要大約10-15秒才能整合大約100個時間步（約10億年），但這等於幾個小時來整合總計1000顆星。據我的教授說，HIS程序運行大約5分鐘，做這些星星。我甚至不知道如何提高這個速度，因爲我無法改變方程式，而odeint真的佔用了99％的運行時間。

那麼長久以來的故事，我如何才能提高我的odeint計算時間？

感謝

Answer 1

odeint是一個很好的通用積分的頌歌，但可能無法使用最好的方法爲您的問題因某種原因被。您可以嘗試使用ode1，因爲您可以通過更改它使用的集成器來更多地控制它。如果問題不嚴重，那麼使用Runge-Kutta（4）5方法（使用ode的dopri5）通常是合理的，如果問題很嚴重，那麼BDF方法通常是一個不錯的選擇。由於我沒有模擬你描述的問題類型，我不知道你的問題是否僵硬，我建議你先嚐試dopri5，然後再嘗試BDF方法。

您的代碼中也可能存在一個問題，導致右側的評估效率不合理，因此您可能會嘗試在那裏執行一些工作來加快執行速度。 ode的另一個優點是您可以爲其提供一個函數，該函數可以提供精確的雅可比行列式，這可以顯着提高速度，因爲不使用近似值。

參考：Scipy docs on ode