Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Решение уравнений Лапласа и Пуассона.






    Для решения уравнений Пуассона и Лапласа (частный случай, когда ) – уравнений эллиптического типа – предназначена функция relax(a, b, c, d, e, f, u, rjac), реализующая метод релаксации. Фактически, эту функцию можно использовать для решения эллиптического уравнения общего вида

    которое может быть сведено к уравнению в конечных разностях

    В частности, для уравнения Пуассона коэффициенты .

    Идея метода релаксации заключается в следующем. Если нет источников (уравнение Лапласа), то значение функции в данном узле на текущем шаге определяется как среднее значение функции в ближайших узлах на предыдущем шаге k

    При наличии источников разностная схема имеет вид

    Метод релаксации сходится достаточно медленно, так как фактически он использует разностную схему с максимально возможным для двумерного случая шагом .

    В методе релаксации необходимо задать начальное приближение, то есть значения функции во всех узлах области, а так же граничные условия.

    Функция relax возвращает квадратную матрицу, в которой:

    1) расположение элемента в матрице соответствует его положению внутри квадратной области,

    2) это значение приближает решение в этой точке.

    Эта функция использует метод релаксации для приближения к решению.

    Вы должны использовать функцию relax, если Вы знаете значения искомой функции u(x, y) на всех четырех сторонах квадратной области.

    Аргументы:

    a, b, c, d, e – квадратные матрицы одного и того же размера, содержащие коэффициенты дифференциального уравнения.

    f – квадратная матрица, содержащая значения правой части уравнения в каждой точке внутри квадрата

    u – квадратная матрица, содержащая граничные значения функции на краях области, а также начальное приближение решения во внутренних точках области.

    rjac – Параметр, управляющий сходимостью процесса релаксации. Он может быть в диапазоне от 0 до 1, но оптимальное значение зависит от деталей задачи.

    Задаем правую часть уравнения Пуассона – два точечных источника

    Задаем значения параметров функции relax

    Задаем граничные условия и начальное приближение – нули во всех внутренних точках области

    Находим решение

    и представляем его графически в виде поверхности и линий уровней.

     

     

    Если граничные условия равны нулю на всех четырех сторонах квадрата, можно использовать функцию multigrid.

    Алгоритм метода достаточно громоздкий, поэтому рассматривать его мы не будем.


     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.