帮我用matlab写一个用全隐式格式求解一维热传导偏微分方程du/dt=d^2u/dx^2的代码
时间: 2023-06-07 19:07:16 浏览: 106
好的,我会为你提供一份用全隐式格式求解一维热传导偏微分方程的 MATLAB 代码。
function u = heat_eqn_implicit(N, dt, T, x0, xf)
% N: 空间步数
% dt: 时间步长
% T: 计算总时间
% x0: 空间区域左端点
% xf: 空间区域右端点
dx = (xf - x0)/N; % 计算空间步长
x = linspace(x0, xf, N+1)'; % 计算网格点位置
r = dt/dx^2; % 计算稳定性参数
% 初始条件(高斯函数)
u0 = exp(-(x-0.25).^2/0.1^2);
u = u0;
% 使用全隐式格式求解
for t = 0:dt:T
% 方程左侧系数矩阵
A = sparse(N-1, N-1) + eye(N-1)*(1+2*r);
A(1,1) = 1+r;
A(N-1,N-1) = 1+r;
% 方程右侧系数矩阵
B = sparse(N-1, N-1) - eye(N-1)*r;
B(1,2) = r;
B(N-1,N-2) = r;
% 解线性方程组
u(2:N) = (A\B)*u(2:N);
% 绘制当前时刻的解
plot(x, u);
ylim([0 1]);
title(sprintf('t = %.2f', t));
drawnow;
end
end
你可以将上述代码保存为一个 .m 文件,然后在 MATLAB 中调用该函数进行计算。使用方法如下:
N = 100; % 空间步数
dt = 0.001; % 时间步长
T = 0.2; % 计算总时间
x0 = 0; % 空间区域左端点
xf = 1; % 空间区域右端点
u = heat_eqn_implicit(N, dt, T, x0, xf);
请注意,由于全隐式格式是无条件稳定的,因此可以不必担心时间步长过大而出现数值不稳定的情况。不过,在实际计算中,合适的时间步长还是需要根据问题的具体特点来进行选取的。
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