微分方程的近似解1
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由误差分析可知,当区域划分充分精细时,节点处的 近似值与精确值将充分逼近。
2、热传导方程定解问题的差分方法
3、波动方程定解问题的差分方法
4、Laplace方程边值问题的差分方法
5、迭代求解(以laplace方程为例)
(1)同步迭代
(2)异法迭代
6、收敛性和稳定性
差分求解法必须满足收敛性和稳定性两个条件。 收敛性:要求当频长t,h等趋于零时,差分问题的解 U收敛于原偏微分方程的解u,此即收敛性。
稳定性:四则运算时舍入误差不可避免,因此前一步 的计算会影响后面计算结果的精确性。
对于有些差分格式,前面的误差对后面解的影响不大,这种 计算格式称为稳定的。 而不满足这一条件时,会产生误差积累而影响计算精度,这 种差分格式称为不稳定。
关于收敛和稳定性有以下结论:
热扩散方程
ห้องสมุดไป่ตู้
波动方程
Laplace方程
由差商代替微商的误差
偏导数的差商表示
差分方程
这样,可根据需要把区域分成适当的网格,着眼于求 未知函数在网格节点上的近似解,此时在节点上用差 商近似代替微商,把定解问题化为以未知函数在节点 上的近似值为未知量的代数方向组(即差分方程), 然后求解此差分方程,得到原定解问题在节点上的近 似值,这各种方法称为差分方法。
微分方程的近似解法 --差分解法
对三类典型偏微分方程的定解问题,差分解法 的基本思想是用函数的差商代替微商,从而把 微分运算化成代数运算,求解出在定解区域中 足够多的点上的近似值。
1、差分与差分方程
函数f(x)的导数是函数的增量与自变量增量的 比值当自变量增量趋于零的极限。 即:
一阶差商
高阶差商