将MATLAB代码转换用于使用Kronecker产品生成2D Laplacian矩阵的代码

Question

以下MATLAB代码使用Kronecker产品生成2D Laplacian矩阵 方法。

function A=A(N)

% Assemble the system matrix A
e = ones(N,1);
D = spdiags([e -2*e e], -1:1, N, N);
I = speye(N);
A = kron(D,I)+kron(I,D);
h = 1/(N+1);
A=A/h^2;

`

我需要将其转换为Python，以解决PDE边界值问题。

我的第一次尝试涉及使用 smop 。遇到了一大堆错误，并认为这是不值得的。

我的第二次尝试涉及通过使用 scipy 库。

这是我

import numpy as np
import scipy.sparse as sps


def build_laplacian_2D_kron(N):
    e = np.ones(shape=(N, 1))
    data = np.concatenate([e, -2*e, e] , axis= -1)
    diags = np.array([-1, 0, 1])                                                                                                                                                                                                                                                                                     
    D = sps.spdiags(data.transpose(), diags, N, N)
    I = sps.speye(N)
    A = np.kron(D, I) + np.kron(I, D)
    h = 1 / (N + 1)
    A = A / h ** 2
    A = sps.spmatrix.tocsc(A)

    return A


if __name__ == '__main__':
    build_laplacian_2D_kron(6)

试图运行代码时到目前为止

ValueError: offsets array must have rank 1

的 尝试。我一直在尝试修复它一段时间，但无济于事。

任何帮助都将不胜感激

更新：通过的输出

  (0, 0)    -36.0
  (1, 0)    9.0
  (2, 0)    9.0
  (3, 0)    0.0
  (0, 1)    9.0
  (1, 1)    -36.0
  (2, 1)    0.0
  (3, 1)    9.0
  (0, 2)    9.0
  (1, 2)    0.0
  (2, 2)    -36.0
  (3, 2)    9.0
  (0, 3)    0.0
  (1, 3)    9.0
  (2, 3)    9.0
  (3, 3)    -36.0

Process finished with exit code 0

这

ans =

   (1,1)      -36
   (2,1)        9
   (3,1)        9
   (1,2)        9
   (2,2)      -36
   (4,2)        9
   (1,3)        9
   (3,3)      -36
   (4,3)        9
   (2,4)        9
   (3,4)        9
   (4,4)      -36

是 n = 2 在我的输出中？任何帮助将不胜感激。