如何使用Matlab求解偏微分方程数值解的解析解

【图文】偏微分方程的matlab解法_百度文库
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偏微分方程的matlab解法
&&pde工具箱求解偏微分方程
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如何使用MATLAB求解微分方程(组)答案.ppt 18页
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模板来自于 http://docer.wps.cn * TMU_BME_2013 Topic: 如何使用MATLAB求解常微分方程(组)
微分方程指描述未知函数的导数与自变量之间的关系的方程。未知函数是一元函数的微分方程称作常微分方程。未知函数是多元函数的微分方程称作偏微分方程。
MATLAB(matrix&laboratory)意为矩阵工厂(矩阵实验室).MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,提供高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
ODE 工程控制 航空航天 金融分析
MAT LAB 算法开发 数据可视化 数据分析 数值计算 When ?
当对问题进行建模后,有常微分方程需要求解时。
在生物建模中,经常需要求解常微分方程。如药物动力学的房室模型的建模仿真。
特点 / 说明
单步算法,2/3阶Runger-kutta法,累积截断误差(Δx)3
用于求方程的数值解(下同),使用于精度较低情形
单步算法,2/3阶Runger-kutta法,累积截断误差(Δx)3
大部分情况下的首选算法
多步算法,变阶Adams算法,高低精度均可达到 10-3 ~ 10-6
计算时间比ode45短
多步算法,Gear’s反向数值积分,精度中等
若ode45失效,计算时间较长时可尝试使用,刚性方程首选算法
单步算法,二阶Rosebrock算法,低精度
当精度较低时,计算时间比 ode45短
采用梯形算法
适度刚性情形
基于隐式Runger-kutta公式的TR-BDF2算法
与ode23s相似,对于宽误差容限,比ode15s更有效 dsolve
求解常微分方程的解析解
只有在方程有解析解是才可使用
Simulink模块
将方程可视化,GUI 操作简便
How ? 数值解 数值解?刚性方程? 如何调用?
y=dsolve('e1,e2,...','c1,c2,...','v')
其中'e1,e2,...'为微分方程或微分方程组;
'c1,c2,...',是初始条件或边界条件;
'v'是独立变量,默认的独立变量是't';
y 返回解析解。如果没有初始条件,则求出通解,如果有初始条件,则求出特解。
用字符串表示常微分方程,自变量缺省时为t,导数用D表示微分。y的2阶导数用D2y表示,依此类推。 如何调用?
[T,Y,TE,YE,IE]=solver('odefun',tspan,y0,options)
其中solver为ode23、ode45、ode113、ode15s、ode23s、ode23t、ode23tb 函数;
是函数句柄;
微分定义区间;
为初值行矩阵;
值是t序列(为列向量);
值是微分方程的解Y在各点t的值(为列向量);
表示事件发生时间,可缺省;
表示事件解决时间,可缺省;
表示事件消失时间,可缺省;
options 是求解参数设置,可以用odeset在计算前设定误差,输出参数,事件等,可缺省。 使用ODE?时如何编写微分方程 ? 方式一:带额外参数,使用时需对参数
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Matlab求解偏微分方程的解析解
<h1 style="color:# 麦片财富积分
新手, 积分 5, 距离下一级还需 45 积分
此偏微分方程是一维波动方程的双曲型方程,最后求出u(x,t)的解析解的形式如下:
u(x,t)=∑(C(n)cos(nπat)+D(n)sin(nπat))*sin(nπx)&&
想求它的展开式,然后画出u(x,t)的图形
其中系数C(n)、D(n)用matlab程序写是f1=-x;f2=sin(0.5*x);
& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &C(n)=int(f1*sin(n*pi*x),x,0,1)*2;&&
& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &D(n)=int(f2*sin(n*pi*x),x,0,1)*2/(n*pi*a);
类似于求傅里叶级数的过程,但u是关于x和t的函数,我编了个程序,但运行有错,还请各位高人帮帮忙
k=3;& &% k为需要展开的相数
f1=-x;&&% f1为需要展开的第一个函数
f2=sin(0.5*x);&&%f2为需要展开的第二个函数
&&c(n)=int(f1*sin(n*pi*x),x,0,1)*2;&&%求出系数c=(c1, c2,…)
&&d(n)=int(f2*sin(n*pi*x),x,0,1)*2/(n*pi*a);&&%求出级数的d=(d1, d2,…)&&
& & co(n)=cos(n*pi*a*t)*sin(n*pi*x); %级数的余弦项
& & si(n)=sin(n*pi*a*t)*sin(n*pi*x);&&%级数的正弦项
& & f=co.*c+si.*d;
& &g=f(n)+g;
f=g&&%求出级数,得到u(x,t)的表达式
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好东西,顶你了,楼主
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貌似少了 syms t;
<h1 style="color:# 麦片财富积分
楼主读懂了傅立叶级数和傅立叶变换?
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MATLAB中文论坛微社区用MATLAB解偏微分方程--《阴山学刊(自然科学版)》2006年04期
用MATLAB解偏微分方程
【摘要】:讨论了MATLAB中偏微分方程工具箱的用法。用这个工具箱解方程的过程是:确定待解的偏微分方程;确定边界条件;确定方程所在域Ω的几何形状;划分有限元;解方程
【作者单位】:
【分类号】:O241.8
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