GIẢI SỐ PHƯƠNG TRÌNH PARABOLICBài giảng điện tử TS.. Lê Xuân Đại Trường Đại học Bách Khoa TP HCM Khoa Khoa học ứng dụng, bộ môn Toán ứng dụng Email: ytkadai@hcmut.edu.vn TP... Nội dungtr
Trang 1GIẢI SỐ PHƯƠNG TRÌNH PARABOLIC
Bài giảng điện tử
TS Lê Xuân Đại
Trường Đại học Bách Khoa TP HCM Khoa Khoa học ứng dụng, bộ môn Toán ứng dụng
Email: ytkadai@hcmut.edu.vn
TP HCM — 2013
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 2Nội dung
truyền nhiệt một chiều
Các phương pháp sai phân giải phương trìnhtruyền nhiệt dừng hai chiều
Trang 3Nội dung
truyền nhiệt một chiều
truyền nhiệt dừng hai chiều
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 4Phương trình truyền nhiệt một chiều
Cho các số a < b, T > 0 Xét
Phương trình truyền nhiệt
thỏa điều kiện u(x , 0) = g (x ), a < x < b và điều
Trang 5Sơ đồ sai phân hiện
Ta lấy lưới sai phân
với điều kiện
um0 = g (xm), u0n = ga(tn), uNn = gb(tn)
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 6Bài toán thực tế
Xét thanh kim loại dài L = 10cm với
Trang 7Phương trình truyền nhiệt
∂u
∂2u
∂x2, 0 < x < 10, t > 0u(x, 0) = 0, u(0, t) = 100, u(10, t) = 50 trong đó
k = c/(ρ.C ) = 0.835Hãy tìm nhiệt độ của thanh kim loại tại
x = 2cm, x = 4cm, x = 6cm, x = 8cm
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 8t–x 0 2 4 6 8 10
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Trang 9t–x 0 2 4 6 8 10
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 10t–x 0 2 4 6 8 10
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Trang 11Sơ đồ sai phân ẩn
Ta lấy lưới sai phân
Trang 12Bài toán thực tế
Xét thanh kim loại dài L = 10cm với
Trang 13Phương trình truyền nhiệt
∂u
∂2u
∂x2, 0 < x < 10, t > 0u(x, 0) = 0, u(0, t) = 100, u(10, t) = 50 trong đó
k = c/(ρ.C ) = 0.835Hãy tìm nhiệt độ của thanh kim loại tại
x = 2cm, x = 4cm, x = 6cm, x = 8cm
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 14t–x 0 2 4 6 8 10
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Trang 15t–x 0 2 4 6 8 10
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 16t–x 0 2 4 6 8 10
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Trang 17Cho a < b, c < d Xét trong mặt phẳng tọa độvuông góc Oxy một miền chữ nhật Ω
Ω = {(x , y ) : a < x < b, c < y < d }Đường biên của Ω ký hiệu là Γ
Xét bài toán: tìm hàm u(x , y ) thỏa mãn phươngtrình Poisson
Trang 18Mỗi hàm số xác định tại các nút của lưới gọi là
gần đúng giá trị của nghiệm u(x , y ) tại các nút
Trang 20Với γ = (h/k)2 phương trình sai phân viết lại
uij(0) cho trước
Trang 21Sau mỗi lần tính ra các vij(m), ta lại tăng cường tốc
độ hội tụ bằng phép co dãn
vij(m) = λ.vij(m) + (1 − λ).vij(m−1), 1 < λ < 2Quá trình tính lặp co dãn dừng lại khi sai số tươngđối
i ,j
(
vij(m) − vij(m−1)
vij(m)
vij(m) − vij(m−1)
vij(m)
)
× 100% 6 δ,trong đó δ = 1%
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Trang 27THANK YOU FOR ATTENTION
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
... class="page_container" data-page="23">u(x, 0) = 0, < x < 1, u(x , 1) = 10 0, < x < 1, u(0, y ) = 75, < y < 1, u (1, y ) = 50, < y < 1< /p>Trang 24