mainly tests (empty) and some theroy plots
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Silas Oettinghaus
142
Functions/Theory/Dissertation/dispersion_contour_bivariate.m
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142
Functions/Theory/Dissertation/dispersion_contour_bivariate.m
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@@ -0,0 +1,142 @@
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% Festen Betriebsparameter
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lambda = 1290; % nm
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L = 1; % km
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mu_zwd = 1317; % nm
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sigma_zwd = 2; % nm
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mu_s0 = 0.0872; % ps / nm2 km
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sigma_s0 = 0.0012; % ps / nm2 km
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rho = -0.5; % Korrelation
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% Gitter für lambda0 und S0
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lambda0_vec = linspace(mu_zwd-10, mu_zwd+10, 100);
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S0_vec = linspace(mu_s0-0.01, mu_s0+0.01, 100);
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% Korrigierte meshgrid Reihenfolge
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[S0, Lambda0] = meshgrid(S0_vec, lambda0_vec);
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% Dispersion berechnen
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D = (S0./4) .* ( lambda - (Lambda0.^4)./(lambda^3) ) * L;
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% 2D Verteilung (Bivariate Gauss) berechnen
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Z_x = (S0 - mu_s0) / sigma_s0;
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Z_y = (Lambda0 - mu_zwd) / sigma_zwd;
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PDF_2D = exp(-1 / (2 * (1 - rho^2)) * (Z_x.^2 - 2 * rho .* Z_x .* Z_y + Z_y.^2));
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%% Plot zusammenbauen
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figure('Color','w');
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hold on % EINZIGES hold on für den gesamten Plot!
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% --- 1. ZUERST: 2D Verteilung (Bivariate Gauss) "ganz unten" ---
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numLevels_2D = 6;
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colors_2D = cbrewer2('Greys', numLevels_2D+0);
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colors_2D = colors_2D(1:numLevels_2D,:);
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% Nur die Anzahl der Level übergeben!
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[C2, h2] = contourf(S0, Lambda0, PDF_2D, numLevels_2D);
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h2.HandleVisibility='off';
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% Colormap für die rote Fläche setzen
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colormap(gcf, colors_2D(1:end,:));
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try
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clim([min(PDF_2D(:)), max(PDF_2D(:))]);
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catch
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caxis([min(PDF_2D(:)), max(PDF_2D(:))]);
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end
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h2.EdgeColor = 'none'; % Keine schwarzen Ränder
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% --- 2. DARÜBER: Dispersions-Konturlinien ---
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numLevels_D = 9;
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% Erzeuge glatte, auf 1 Nachkommastelle gerundete Werte
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levels_D = round(linspace(min(D(:)), max(D(:)), numLevels_D), 1);
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levels_D = unique(levels_D);
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cmap_bg = flip(cbrewer2('Blues', length(levels_D)+3));
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for i = 1:length(levels_D)
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% Konturlinien zeichnen (explizit Schwarz)
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[C,h] = contour(S0, Lambda0, D, [levels_D(i), levels_D(i)], ...
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'Color', cmap_bg(i,:),...
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'LineWidth', 1, ...
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'ShowText', 'off','handlevisibility','off');
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if i == 1
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h.HandleVisibility='on';
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h.DisplayName='$D(\lambda=1290)$';
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end
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end
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% --- 3. MANUELLE TEXTBOXEN AUF DEN LINIEN ---
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% Wähle eine feste S0-Position für alle Beschriftungen (z.B. bei 0.082)
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S0_label = 0.095;
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for i = 1:length(levels_D)
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% Berechne exakte ZDW (Y-Koordinate) durch Umstellen der D-Formel:
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% Lambda0 = (lambda^3 * (lambda - 4*D / (S0 * L)))^(1/4)
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zdw_label = (lambda^3 * (lambda - 4*levels_D(i) / (S0_label * L)))^0.25;
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% Nur zeichnen, wenn der Punkt auch im sichtbaren Plot-Bereich liegt
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if zdw_label >= min(lambda0_vec) && zdw_label <= max(lambda0_vec)
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text(S0_label, zdw_label, sprintf('%0.1f', levels_D(i)), ...
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'Color', 'k', ...
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'BackgroundColor', 'w', ... % Weiße Box überdeckt die schwarze Linie!
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'Margin', 2, ... % Abstand der Box zum Text
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'HorizontalAlignment', 'center', ...
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'VerticalAlignment', 'middle', ...
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'FontSize', 10);
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end
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end
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% --- 3. GANZ OBEN: Randverteilungen (1D Gauss) an den Achsen ---
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% S0 Verteilung (unten)
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s0_vals = linspace(min(S0_vec), max(S0_vec), 500);
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gauss_s0 = exp(-0.5*((s0_vals - mu_s0)/sigma_s0).^2);
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scale_s0 = 4;
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y_s0_base = min(lambda0_vec);
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plot(s0_vals, y_s0_base + gauss_s0 * scale_s0, 'LineWidth', 1,'LineStyle','--','DisplayName','$S_0$','Color',[0,0,0],'HandleVisibility','off');
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% ANNOTATION S0: Automatisch platziert leicht über dem Peak
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str_s0 = sprintf('\\mu_{S0} = %.4f\n\\sigma_{S0} = %.4f', mu_s0, sigma_s0);
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text(0.0915,1308, str_s0, ...
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'Interpreter', 'tex', ...
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'HorizontalAlignment', 'left', ... % Entspricht 'right' in TikZ
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'VerticalAlignment', 'middle', ...
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'BackgroundColor', 'w', ... % Entspricht 'fill=white'
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'EdgeColor', 'k', ... % Entspricht 'draw=black'
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'Margin', 1, ... % Entspricht 'inner sep=1pt'
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'FontSize', 10);
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% ZDW Verteilung (links)
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% ZDW Verteilung (links)
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zwd_vals = linspace(min(lambda0_vec), max(lambda0_vec), 500);
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gauss_zwd = exp(-0.5*((zwd_vals - mu_zwd)/sigma_zwd).^2);
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scale_zwd = 0.005;
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x_zwd_base = min(S0_vec);
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plot(x_zwd_base + gauss_zwd * scale_zwd, zwd_vals, 'LineWidth', 1,'LineStyle','--','DisplayName','ZDW','Color',[0,0,0],'HandleVisibility','off');
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% ANNOTATION ZDW: Automatisch platziert leicht rechts neben dem Peak
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str_zwd = sprintf('\\mu_{ZDW} = %.1f\n\\sigma_{ZDW} = %.1f', mu_zwd, sigma_zwd);
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text(0.079,1312, str_zwd, ...
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'Interpreter', 'tex', ...
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'HorizontalAlignment', 'left', ... % Entspricht 'right' in TikZ
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'VerticalAlignment', 'middle', ...
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'BackgroundColor', 'w', ... % Entspricht 'fill=white'
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||||
'EdgeColor', 'k', ... % Entspricht 'draw=black'
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'Margin', 1, ... % Entspricht 'inner sep=1pt'
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'FontSize', 10);
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% Hilfslinien für die Mittelwerte
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% xline(mu_s0,'LineWidth',0.5,'HandleVisibility','off','LineStyle',':');
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% yline(mu_zwd,'LineWidth',0.5,'HandleVisibility','off','LineStyle',':');
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% --- Achsenbeschriftung, Titel & Formatierung ---
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xlabel('$S_0$ [$\nicefrac{\text{ps}}{(\text{nm}^2\text{ km})}$]', 'FontSize', 12);
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ylabel('ZDW [nm]', 'FontSize', 12);
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% title(sprintf('Dispersion: %d km; %d nm', L, lambda), 'FontSize', 14);
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grid on
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% Exakte Begrenzung, damit die Randverteilungen bündig anliegen
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axis([min(S0_vec) max(S0_vec) min(lambda0_vec) max(lambda0_vec)]);
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% legend;
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hold off % EINZIGES hold off ganz am Ende!
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%% Export
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% Hier erzwingen wir die rote Colormap für pgfplots, damit mat2tikz es nicht blau exportiert!
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mat2tikz_improved("C:/Users/Silas/Documents/6971e0b65b380ca6d71c837f/02_IMDD_System/tikz/dispersion/dispersion_contour_bi2.tikz");
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