抛物型偏微分方程c语言代码,抛物型偏微分方程

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[拼音]:paowuxing pianweifen fangcheng

[外文]:partial differential equation of parabolic type

简称抛物型方程,一类重要的偏微分方程。热传导方程是最简单的一种抛物型方程。

热传导方程

研究热传导过程的一个简单数学模型。根据热量守恒定律和傅里叶热传导实验定律导致热传导方程

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(1)

式中u是温度;Δ是拉普拉斯算符;α2是导温系数;

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;k是热传导系数;с、ρ分别是比热和密度;

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;F是外加热源密度。自然界还有很多现象同样可以用方程(1)来描述,例如分子在介质中的扩散过程等,因此方程(1)通常亦称为扩散方程。

定解问题

为了确定一个具体的热传导过程,除了列出方程(1)以外,还必须知道物体Ω的初始温度(初始条件)和在它的边界嬠Ω上所受到的外界的影响(边界条件)。

初始条件:

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(2)

边界条件,最通常的形式有三类。

第一边界条件(或称狄利克雷条件):

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(3)

即表面温度为已知函数。

第二边界条件(或称诺伊曼条件):

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(4)

式中n是嬠Ω的外法向,即通过表面的热量已知。

第三边界条件(或称罗宾条件):

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(5)式中α≥0;即物体表面给定热交换条件。

除了以上三类边界条件外还可以在边界嬠Ω上给定其他形式的边界条件,如斜微商条件、混合边界条件等。

方程(1)连同初始