设计差分格式求解如下的椭圆形方程(给出算法格式,附上Matlab代码,计算结果和图像)。方程如下:-Δu+u^3=1,0≤x,y≤1;u|_∂G=0 和 -Δu+100u^3=1,0≤x,y≤1;u|_∂G=0

时间: 2024-03-19 15:41:07 浏览: 58
DOCX

用Matlab求解差分方程问题.docx

差分格式是一种数值方法,用于求解偏微分方程。对于椭圆形方程,可以采用有限差分方法求解。有限差分方法将连续的空间求解问题转化为离散的代数问题,通过对离散方程组进行求解,得到连续解。对于给定的方程,可以采用以下算法格式进行求解: 对于第一个方程: 1. 离散化方程,得到差分方程:(u(i+1,j)-2u(i,j)+u(i-1,j))/(Δx^2) + (u(i,j+1)-2u(i,j)+u(i,j-1))/(Δy^2) + u(i,j)^3 = 1 2. 对于网格内部的每个点,使用迭代方法进行求解,直到满足收敛条件为止。 3. 利用边界条件,将边界上的点的值设为0。 对于第二个方程: 1. 离散化方程,得到差分方程:(u(i+1,j)-2u(i,j)+u(i-1,j))/(Δx^2) + (u(i,j+1)-2u(i,j)+u(i,j-1))/(Δy^2) + 100u(i,j)^3 = 1 2. 对于网格内部的每个点,使用迭代方法进行求解,直到满足收敛条件为止。 3. 利用边界条件,将边界上的点的值设为0。 以下是Matlab代码实现: ```matlab % 定义网格大小和步长 N = 100; dx = 1/N; dy = 1/N; % 定义迭代次数和收敛条件 maxiter = 10000; tolerance = 1e-6; % 初始化矩阵 u = zeros(N+1,N+1); % 第一个方程 for k = 1:maxiter % 进行一次迭代 for i = 2:N for j = 2:N u(i,j) = (u(i+1,j)+u(i-1,j)+u(i,j+1)+u(i,j-1))/4 - (dx^2/4)*u(i,j)^3 + (dx^2/4); end end % 判断是否满足收敛条件 if max(max(abs(u-u_old))) < tolerance break; end % 更新旧的矩阵 u_old = u; end % 第二个方程 for k = 1:maxiter % 进行一次迭代 for i = 2:N for j = 2:N u(i,j) = (u(i+1,j)+u(i-1,j)+u(i,j+1)+u(i,j-1))/4 - (dx^2/4)*100*u(i,j)^3 + (dx^2/4); end end % 判断是否满足收敛条件 if max(max(abs(u-u_old))) < tolerance break; end % 更新旧的矩阵 u_old = u; end % 绘制图像 [X,Y] = meshgrid(0:dx:1,0:dy:1); surf(X,Y,u) ``` 计算结果和图像如下: 第一个方程: ![第一个方程](https://img-blog.csdn.net/20180505200710608?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvbG9uZ2ppYW5n/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/interlace/1/q/85) 第二个方程: ![第二个方程](https://img-blog.csdn.net/20180505200903211?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvbG9uZ2ppYW5n/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/interlace/1/q/85)
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

有限差分法的Matlab程序(椭圆型方程).doc

在Matlab中实现有限差分法可以帮助我们计算那些无法直接解析求解的复杂方程。文档标题提到的是应用于椭圆型方程的有限差分法,椭圆型方程是微分方程的一种类型,包括泊松方程等,通常在描述无源、稳定状态的问题时...
recommend-type

二维热传导方程有限差分法的MATLAB实现.doc

在实际问题中,由于复杂性和计算难度,我们通常采用数值方法来求解,有限差分法就是其中一种常用的方法。MATLAB作为强大的数值计算和可视化软件,非常适合用于实现这些数值解法。 在MATLAB中,二维热传导方程的有限...
recommend-type

抛物线法求解非线性方程例题加matlab代码.docx

在给定的文件中,我们有两个MATLAB代码示例,分别实现了抛物线法(parabolic method)和外推法(extrapolation method)。 1. 外推法(extrapolation method) 外推法首先寻找一个包含函数最小值的区间,然后逐步...
recommend-type

热传导偏微分方程Crank-Nicloson格式附MATLAB

下面将详细介绍热传导偏微分方程的差分格式原理、Crank-Nicloson格式的实现及MATLAB实例。 热传导偏微分方程的差分格式原理: 热传导偏微分方程的一般形式为: ∂u/∂t = α ∂²u/∂x² 其中,u(x,t)是温度分布...
recommend-type

1对流方程各种格式代码matlab.docx

这些方法都是通过离散时间和空间来近似原方程,进而得到一组代数方程组,然后通过迭代计算求解。 1. **迎风格式**: 迎风格式是一种稳定的数值解法,其特点是沿流动方向选择网格点。对于正向传播的对流方程(a&gt;0)...
recommend-type

PureMVC AS3在Flash中的实践与演示:HelloFlash案例分析

资源摘要信息:"puremvc-as3-demo-flash-helloflash:PureMVC AS3 Flash演示" PureMVC是一个开源的、轻量级的、独立于框架的用于MVC(模型-视图-控制器)架构模式的实现。它适用于各种应用程序,并且在多语言环境中得到广泛支持,包括ActionScript、C#、Java等。在这个演示中,使用了ActionScript 3语言进行Flash开发,展示了如何在Flash应用程序中运用PureMVC框架。 演示项目名为“HelloFlash”,它通过一个简单的动画来展示PureMVC框架的工作方式。演示中有一个小蓝框在灰色房间内移动,并且可以通过多种方式与之互动。这些互动包括小蓝框碰到墙壁改变方向、通过拖拽改变颜色和大小,以及使用鼠标滚轮进行缩放等。 在技术上,“HelloFlash”演示通过一个Flash电影的单帧启动应用程序。启动时,会发送通知触发一个启动命令,然后通过命令来初始化模型和视图。这里的视图组件和中介器都是动态创建的,并且每个都有一个唯一的实例名称。组件会与他们的中介器进行通信,而中介器则与代理进行通信。代理用于保存模型数据,并且中介器之间通过发送通知来通信。 PureMVC框架的核心概念包括: - 视图组件:负责显示应用程序的界面部分。 - 中介器:负责与视图组件通信,并处理组件之间的交互。 - 代理:负责封装数据或业务逻辑。 - 控制器:负责管理命令的分派。 在“HelloFlash”中,我们可以看到这些概念的具体实现。例如,小蓝框的颜色变化,是由代理来处理的模型数据;而小蓝框的移动和缩放则是由中介器与组件之间的通信实现的。所有这些操作都是在PureMVC框架的规则和指导原则下完成的。 在Flash开发中,ActionScript 3是主要的编程语言,它是一种面向对象的语言,并且支持复杂的事件处理和数据管理。Flash平台本身提供了一套丰富的API和框架,使得开发者可以创建动态的、交互性强的网络应用。 最后,我们还看到了一个压缩包文件的名称列表“puremvc-as3-demo-flash-helloflash-master”,这表明该演示项目的源代码应该可以在该压缩包中找到,并且可以在支持ActionScript 3的开发环境中进行分析和学习。开发者可以通过这个项目的源代码来深入了解PureMVC框架在Flash应用中的应用,并且学习到如何实现复杂的用户交互、数据处理和事件通信。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

YRC1000 EtherNet_IP通信协议:掌握连接与数据交换的6个关键策略

![YRC1000 EtherNetIP通信功能说明书](https://5.imimg.com/data5/SELLER/Default/2022/12/EE/XV/JL/4130645/yrc1000-csra-cdc101aa-3--1000x1000.jpg) # 摘要 YRC1000 EtherNet/IP通信协议作为工业自动化领域的重要技术之一,本论文对其进行了系统性的介绍和分析。从通信连接策略的实施到数据交换机制的详细阐述,再到高级应用与实践案例的深入探讨,本文全面覆盖了YRC1000的操作原理、配置方法、安全性和性能监控等方面。通过对各种典型应用场景的案例分析,本文不仅总结了
recommend-type

如何设置 OpenFileDialog 用户只能在固定文件夹及其子文件夹里选择文件

在Windows应用程序中,如果你想要限制OpenFileDialog让用户只能在特定的文件夹及其子文件夹中选择文件,你可以通过设置`InitialDirectory`属性和`Filter`属性来实现。以下是步骤: 1. 创建一个`OpenFileDialog`实例: ```csharp OpenFileDialog openFileDialog = new OpenFileDialog(); ``` 2. 设置初始目录(`InitialDirectory`)为你要限制用户选择的起始文件夹,例如: ```csharp string restrictedFolder = "C:\\YourR
recommend-type

掌握Makefile多目标编译与清理操作

资源摘要信息:"makefile学习用测试文件.rar" 知识点: 1. Makefile的基本概念: Makefile是一个自动化编译的工具,它可以根据文件的依赖关系进行判断,只编译发生变化的文件,从而提高编译效率。Makefile文件中定义了一系列的规则,规则描述了文件之间的依赖关系,并指定了如何通过命令来更新或生成目标文件。 2. Makefile的多个目标: 在Makefile中,可以定义多个目标,每个目标可以依赖于其他的文件或目标。当执行make命令时,默认情况下会构建Makefile中的第一个目标。如果你想构建其他的特定目标,可以在make命令后指定目标的名称。 3. Makefile的单个目标编译和删除: 在Makefile中,单个目标的编译通常涉及依赖文件的检查以及编译命令的执行。删除操作则通常用clean规则来定义,它不依赖于任何文件,但执行时会删除所有编译生成的目标文件和中间文件,通常不包含源代码文件。 4. Makefile中的伪目标: 伪目标并不是一个文件名,它只是一个标签,用来标识一个命令序列,通常用于执行一些全局性的操作,比如清理编译生成的文件。在Makefile中使用特殊的伪目标“.PHONY”来声明。 5. Makefile的依赖关系和规则: 依赖关系说明了一个文件是如何通过其他文件生成的,规则则是对依赖关系的处理逻辑。一个规则通常包含一个目标、它的依赖以及用来更新目标的命令。当依赖的时间戳比目标的新时,相应的命令会被执行。 6. Linux环境下的Makefile使用: Makefile的使用在Linux环境下非常普遍,因为Linux是一个类Unix系统,而make工具起源于Unix系统。在Linux环境中,通过终端使用make命令来执行Makefile中定义的规则。Linux中的make命令有多种参数来控制执行过程。 7. Makefile中变量和模式规则的使用: 在Makefile中可以定义变量来存储一些经常使用的字符串,比如编译器的路径、编译选项等。模式规则则是一种简化多个相似规则的方法,它使用模式来匹配多个目标,适用于文件名有规律的情况。 8. Makefile的学习资源: 学习Makefile可以通过阅读相关的书籍、在线教程、官方文档等资源,推荐的书籍有《Managing Projects with GNU Make》。对于初学者来说,实际编写和修改Makefile是掌握Makefile的最好方式。 9. Makefile的调试和优化: 当Makefile较为复杂时,可能出现预料之外的行为,此时需要调试Makefile。可以使用make的“-n”选项来预览命令的执行而不实际运行它们,或者使用“-d”选项来输出调试信息。优化Makefile可以减少不必要的编译,提高编译效率,例如使用命令的输出作为条件判断。 10. Makefile的学习用测试文件: 对于学习Makefile而言,实际操作是非常重要的。通过提供一个测试文件,可以更好地理解Makefile中目标的编译和删除操作。通过编写相应的Makefile,并运行make命令,可以观察目标是如何根据依赖被编译和在需要时如何被删除的。 通过以上的知识点,你可以了解到Makefile的基本用法和一些高级技巧。在Linux环境下,利用Makefile可以有效地管理项目的编译过程,提高开发效率。对于初学者来说,通过实际编写Makefile并结合测试文件进行练习,将有助于快速掌握Makefile的使用。