理论教育 弱解的积分表达式:偏微分方程数值解法

弱解的积分表达式:偏微分方程数值解法

时间:2023-10-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:将式进行分部积分,有代入式的强加边界条件,ux=0=f为给定常数,得δux=0=0;将式的自然边界条件代入,即,得积分式即为弱解积分表达式。以弱解积分表达式作为求解的出发点,设近似解为u=αkφk 其中,φk(k=1,2,…,n)是选定的基函数,它应当满足式中对它的连续可微性要求,也就是要求φk具有一阶导数平方可积就可以了。

弱解的积分表达式:偏微分方程数值解法

对伽辽金法的积分表达式(2.5.4)进行分部积分,然后将自然边界条件代入表达式中,以此所获得的积分表达式作为伽辽金法求解的出发点,这对近似函数的连续可微性的要求降低了,但这样的解,一般并不满足算子方程对函数的连续可微性要求,因此称之为弱解,这个积分表达式,就称为弱解积分表达式。将式(2.5.4)进行分部积分,有

代入式(2.5.2)的强加边界条件,ux=0=f为给定常数,得δux=0=0;将式(2.5.3)的自然边界条件代入,即978-7-111-44528-9-Chapter02-251.jpg,得

积分式(2.5.5)即为弱解积分表达式。

以弱解积分表达式(2.5.5)作为求解的出发点,设近似解为

u=αkφk (2.5.6)(www.daowen.com)

其中,φkk=1,2,…,n)是选定的基函数,它应当满足式(2.5.5)中对它的连续可微性要求,也就是要求φk具有一阶导数平方可积就可以了。显然,由此获得的近似解,就连续可微性来说,不一定满足方程式(2.5.1)的要求,从这个意义上来说,它是一个广义解,称为弱解。

另一方面,积分表达式(2.5.5)已自动满足了自然边界条件式(2.5.3),因此,只要近似解式(2.5.6)满足强加边界条件(2.5.2)即可。那么,为什么说式(2.5.5)自动满足自然边界条件呢?事实上

由于δuu的任意增量,因此由上式可得

可见,自然边界条件已满足,但对于x=0处u的取值,式中并没有反映出来,这就要求近似解式(2.5.6)必须满足强加边界条件式(2.5.2)。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈