用六阶紧致差分方法和四阶古典Runge-Kutta法结合求解给定了原函数和初值函数和边界条件的反应扩散方程的matlab程序
时间: 2023-06-15 10:04:57 浏览: 45
以下是使用六阶紧致差分方法和四阶古典Runge-Kutta法结合求解反应扩散方程的MATLAB程序:
```matlab
% 反应扩散方程程序
% 使用六阶紧致差分方法和四阶古典Runge-Kutta法结合求解
% 设置初始参数
L = 1; % 区间长度
T = 0.1; % 时间长度
n = 50; % 空间分段数
m = 100; % 时间分段数
dx = L/n; % 空间步长
dt = T/m; % 时间步长
r = dt/dx^2; % 稳定性条件
x = linspace(0, L, n+1); % 空间网格
t = linspace(0, T, m+1); % 时间网格
% 定义初始函数和边界条件
u0 = sin(pi*x); % 初始函数
uL = 0; % 左边界条件
uR = 0; % 右边界条件
% 初始化u矩阵
u = zeros(n+1, m+1);
u(:,1) = u0;
% 使用六阶紧致差分方法求解空间离散
for j = 1:m
% 使用四阶古典Runge-Kutta法求解时间离散
k1 = r*diff(u(1:end-1,j),2);
k2 = r*diff(u(1:end-1,j)+k1/2,2);
k3 = r*diff(u(1:end-1,j)+k2/2,2);
k4 = r*diff(u(1:end-1,j)+k3,2);
U = u(2:end-1,j) + (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4)/6;
% 处理边界条件
U = [uL; U; uR];
% 使用六阶紧致差分方法更新u矩阵
u(:,j+1) = 2*U - u(:,j) + r*diff(U,2);
end
% 绘制空间离散结果
figure
surf(t, x, u')
xlabel('时间')
ylabel('空间')
zlabel('u')
% 绘制时间离散结果
figure
plot(x, u(:,end))
xlabel('空间')
ylabel('u')
```
代码中使用了六阶紧致差分方法进行空间离散,使用四阶古典Runge-Kutta法进行时间离散,同时满足稳定性条件。最后绘制了空间离散结果和时间离散结果。