What’s the easiest way to solve complex valued coupled differential equations in Python using SciPy?

I’m struggling to find a solution for these coupled differential equations:


dz1/dt = z1(t) H11(t) + z2(t) H12(t)

dz2/dt = z2(t) H22(t) + z1(t) H21(t)

Here, z1(t) and z2(t) are unknown functions that I would like to solve for t, and H11, H12, H21, and H22 are time-dependent coefficients of a (2,2) matrix. These matrices came from a different computation and saved as npy file.

I loaded these coefficients in a NumPy array (let’s call it m) of shape (100, 2, 2). So, to access H11 at time t=15, you’d use m[14, 0, 0] and so on. Anyway, the code works fine when H12, H22 etc. are constants (either real or complex) or H12, H21 etc. have functional forms like e^(-it). But I am having trouble loading them from the array.

Any tips or tricks from the community would be greatly appreciated! I found complex_ode method in scipy but it don’t think it is for coupled equations. I tried to use odeintw in the following code.

My code:

from odeintw import odeintw

dt = 0.1
freq = 100
num_time_steps = 100

# Define the coupled differential equations
def Haa(t): 
    return m[int(t)//freq, 0, 0]

def Hbb(t): 
    return m[int(t)//freq, 1, 1]

def Hab(t): 
    return m[int(t)//freq, 0, 1]

def Hba(t): 
    return m[int(t)//freq, 1, 0]

def equations(z, t, Haa, Hbb, Hab, Hba):
    z1, z2 = z
    dz1dt = (z1 * Haa(t) + z2 * Hab(t))
    dz2dt = -(z1 * Hba(t) + z2 * Hbb(t))
    return [dz1dt, dz2dt]

# Time points

t = [step * freq * dt for step in range(num_time_steps)]

# Initial conditions
z0 = [0, 1]  # Initial values of z1 and z2

# Solve ODE
solution = odeintw(equations, z0, t, args=(Haa, Hbb, Hab, Hba))

# Extract solutions
z1, z2 = solution[:, 0], solution[:, 1]

I tried odeint and presented my code.

New contributor

Rivnat Chowdhury is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật