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【数学建模笔记 13】数学建模的偏微分方程的数值解

20. 偏微分方程的数值解

定解问题

各种物理性质的定常过程都可用椭圆型方程描述 时,即拉普拉斯方程 第一边值问题 其中 ​ 为以 为边界的有界区域, 为分段光滑曲线, 称定解区域, 分别为 上的已知连续函数。

差分解法

椭圆型

考虑第一边值问题 分别为 ​ 方向的步长,记 则由二阶差商公式

于是有

略去 得近似的差分方程 称五点菱形格式。

实际计算时常取 ,得 其中

双曲型

考虑 ​,则有 ,则有 存在矩阵 ,使得 作变换 ,则有 而对于一阶双曲型方程,取 方向步长分别为 ,则有