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偏微分方程笔记

快乐小码农 2024-04-23 阅读 36
笔记算法
  1. 泊松方程(Poisson Equation)
    泊松方程是一个二阶偏微分方程,通常表示为:

    Δ u = f \Delta u = f Δu=f

    其中, Δ \Delta Δ 是拉普拉斯算子, u u u 是未知函数, f f f 是给定的函数。在二维笛卡尔坐标系下,泊松方程可以写成:

    ∂ 2 u ∂ x 2 + ∂ 2 u ∂ y 2 = f \frac{{\partial^2 u}}{{\partial x^2}} + \frac{{\partial^2 u}}{{\partial y^2}} = f x22u+y22u=f

    泊松方程的解决了平衡情况下的场问题,比如静电场和稳态热传导等

  2. 拉普拉斯方程(Laplace Equation)
    拉普拉斯方程是泊松方程的一个特例,即当 f = 0 f = 0 f=0 时的泊松方程。通常表示为:

    Δ u = 0 \Delta u = 0 Δu=0

    在二维笛卡尔坐标系下,拉普拉斯方程变为:

    ∂ 2 u ∂ x 2 + ∂ 2 u ∂ y 2 = 0 \frac{{\partial^2 u}}{{\partial x^2}} + \frac{{\partial^2 u}}{{\partial y^2}} = 0 x22u+y22u=0

    拉普拉斯方程描述了无源场的分布,例如稳态温度分布、势场分布等。

这两个方程在物理学中有着重要的地位,它们的解决了许多自然界和工程领域中的平衡和稳态问题。

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