请帮我用matlab写一个求解单波方程的程序,方程为:𝜕𝑢/𝜕𝑡+ 𝜕𝑢/𝜕𝑥=0,初始条件为:𝑢(𝑥,0)=sin(𝑥),时间离散用三阶runge-kutta方法,空间离散用二阶迎风格式
时间: 2024-05-10 13:20:47 浏览: 99
以下是一个基于描述的程序。请注意这是一个基础的程序,需要自己调整部分细节。
```matlab
clear all; close all; clc;
%以下是输入参数
L=2*pi; %空间范围
T=2*pi; %时间范围
dx=0.1; %空间步长
dt=0.1; %时间步长
%以下是计算参数
x=0:dx:L; %空间网格
t=0:dt:T; %时间网格
N=length(x)-1; %空间网格数
M=length(t)-1; %时间网格数
r=dt/dx; %数值稳定性参数
%以下是初始化
u=zeros(M+1,N+1); %空间-时间网格
u(1,:)=sin(x); %初始条件
%以下是时间推进
for n=1:M
%以下是空间离散
for i=2:N
if u(n,i)>=0
u1=u(n,i)-r*(u(n,i)-u(n,i-1));
else
u1=u(n,i)-r*(u(n,i+1)-u(n,i));
end
if u(n,i+1)>=0
u2=u(n,i+1)-r*(u(n,i+1)-u(n,i));
else
u2=u(n,i+1)-r*(u(n,i+2)-u(n,i+1));
end
u(n+1,i)=u(n,i)-r/2*(u2-u1);
end
%以下是边界条件
u(n+1,1)=u(n+1,N+1); %周期边界条件
u(n+1,N+1)=u(n+1,1); %周期边界条件
%以下是时间离散
k1=-u(n,:)+u(n,:); %计算导数
k2=-u(n,:)+u(n,:)+dt/2*k1;
k3=-u(n,:)+u(n,:)+dt/2*k2;
k4=-u(n,:)+u(n,:)+dt*k3;
u(n+1,:)=u(n,:)+(1/6)*(k1+2*k2+2*k3+k4); %更新u
%以下是画图
plot(x,u(n,:),'r-','linewidth',1.5); %画图
axis([0 L -1 1]); %坐标轴范围
xlabel('x'); ylabel('u'); %坐标轴标签
title(['t=' num2str(t(n))]); %标题
grid on; %网格
pause(0.01); %暂停
end
```
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