python利用五点差分法求解二维柏松方程
时间: 2023-07-06 14:29:45 浏览: 191
以下是Python代码,可以利用五点差分法求解二维柏松方程:
```
import numpy as np
def solve_poisson(f, u0, nx, ny, dx, dy, maxiter=1000, tol=1e-6):
"""
使用五点差分法求解二维柏松方程
f: 已知函数
u0: 初始解
nx, ny: 离散化点数
dx, dy: 离散化步长
maxiter: 最大迭代次数
tol: 收敛精度
"""
# 设置边界条件
u = np.zeros((nx, ny))
u[0,:] = u0[0,:]
u[-1,:] = u0[-1,:]
u[:,0] = u0[:,0]
u[:,-1] = u0[:,-1]
# 迭代求解
for k in range(maxiter):
u_old = u.copy()
for i in range(1, nx-1):
for j in range(1, ny-1):
u[i,j] = (dy**2*(u_old[i+1,j] + u_old[i-1,j]) + dx**2*(u_old[i,j+1] + u_old[i,j-1]) - dx**2*dy**2*f[i,j]) / (2*(dx**2 + dy**2))
# 判断是否收敛
if np.linalg.norm(u - u_old) < tol:
break
return u
```
其中,f是已知函数,u0是初始解,nx和ny是离散化点数,dx和dy是离散化步长,maxiter是最大迭代次数,tol是收敛精度。函数返回求解出来的u。
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