定解条件初始条件
初始速度:
u t
(
x,
t0
)
(
x)
定解条件---边界条件
当求解区域D不是整个空间时,
在区域边界D 上,提出边界条件:
(D)Dirichlet 边界条件:u在边界上的 值是给定的;
(N)Neumann边界条件:u沿法方向导
数
u n
的值给定;
(R)Robin边界条件: 定
u
n
au
的值给
定解条件---自然边界条件
定解条件---初始条件
PDE 一般具有无穷多解,为选出一个满足实际 物理过程的解,需要从物理过程提出定解条件 发展方程的初始条件:给定特定时刻的物理状 态 热传导方程、扩散方程、薛定谔方程(关于时 间t是求一阶导数)
u(x, t0)= (x)
定解条件---初始条件
波动方程:关于时间t求二阶导数
初始位置:u(x, t0)= (x)
定解条件---无穷远处边界条件
有界条件:u有界当x趋向无穷远点 衰减条件 u(x, t) 0,| x |
2
薛定谔方程 归一化条件 | u | dxdydz 1 R3
声波、电磁波的散射 Sommerfeld外辐
射条件
lim r(u u ) 0 r r t
有界性条件:在非奇异情形下,物理量 应该是有界的,特别是在利用极坐标、 柱坐标以及球坐标时,在r=0处有界
周期性条件,在平面极坐标、球坐标等 中,物理量关于经度的角度是以2π为周 期的
定解条件---物理实现
(D)边界条件 弦振动:一维:端点固定(吉他等弦乐器)
高维:边界固定(鼓) 扩散方程:边界可渗透物质,流出边界的
物质立即被冲走 热传导:边界保持给定温度 泊松方程:静电场 边界接地
定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ条件---物理实现
(N)边界条件 弦振动:端点在竖直方向自由移动,ux=0 或受到给定外力作用 ux=g(x) 扩散方程:边界隔绝 ux=0 热传导方程:绝热 ux=0
定解条件---物理实现
(R)边界条件 弦振动:端点在竖直方向受弹簧弹力作用 扩散方程:边界有扩散, 扩散速率正比于内外浓度差 热传导方程:边界有热交换 交换速率正比于内外温度差