Методы решения дифференциальных уравнений в частных производных презентация

Содержание

Дифференциальное уравнение в частных производных Системы ДУЧП

Слайд 1Методы решения дифференциальных уравнений в частных производных
Введение


Слайд 2Дифференциальное уравнение в частных производных
Системы ДУЧП


Слайд 3Уравнение непрерывности (переноса)


Слайд 4Уравнение непрерывности (переноса)


Слайд 5Уравнение переноса


Слайд 6Уравнение сжимаемой жидкости
- Х-проекция импульса объема жидкости


Слайд 7Уравнения классической гидродинамики
уравнение состояния


Слайд 8Уравнение теплопроводности


Слайд 9Уравнения электромагнетизма


Слайд 10Консервативные ДУ


Слайд 11Уравнение диффузии


Слайд 12Волновое уравнение


Слайд 13Уравнение Пуассона и Лапласа


Слайд 14Классификация ДУЧП 2-го порядка


Слайд 15Аппроксимация производных конечными разностями


Слайд 16Граничные и начальные условия


Слайд 17Аппроксимация производных конечными разностями


Слайд 18Аппроксимация 1-го порядка точности


Слайд 19Аппроксимация 1-го порядка точности


Слайд 20Центральная аппроксимация 2-го порядка


Слайд 21Центральная аппроксимация 2-ой производной


Слайд 22Сетки и шаблоны


Слайд 23Точность аппроксимации


Слайд 24Явные и неявные схемы


Слайд 25Методы составления схем
Метод разностной аппроксимации
Интегро-интерполяционный метод (законы сохранения)
Метод неопределенных коэффициентов


Слайд 26Сходимость


Слайд 27Анализ устойчивости по методу Неймана
Исследуется поведение Фурье-мод на сетке независимо

друг от друга. Требуется устойчивость для каждой из мод в отдельности.

G – матрица перехода разностной схемы для выбранной фурье-моды с волновым числом k.

Устойчивость моды предполагает, что если ее амплитуда в начальный момент времени конечна, то она должна оставаться конечной на всех n шагах.

Разложим моду по собственным векторам G

Тогда

и условие устойчивости -


Слайд 28Анализ устойчивости
Матрица перехода может меняться по пространственной и временной сеткам –

условие устойчивости должно выполняться глобально.

Слайд 29Анализ уравнения переноса


Слайд 31Схема Лакса


Слайд 32Дисперсия и диффузия на сетке
Разностная схема Лакса соответствует ДУ с диффузионным

членом (3), который компенсирует нестабильность, связанную с тем, что схема не центрирована по времени.

Слайд 33Дисперсия сетки
Для уравнения переноса дисперсия линейна, все гармоники имеют одинаковые фазовую

и групповую скорости

Слайд 34Дисперсия сетки для одномерного волнового уравнения
Теперь рассмотрим дисперсию схемы


Слайд 35Дисперсия сетки для одномерного волнового уравнения
Рассмотрим случай очень плотной сетки
Рассмотрим случай



Слайд 36Дисперсия сетки для одномерного волнового уравнения
Общий случай (дисперсия на сетке)


Слайд 37Схема 2-го порядка точности по времени и пространству (Лакса-Вендрофа)


Слайд 38Схема 2-го порядка точности по времени и пространству (Лакса-Вендрофа)


Слайд 39Устойчивость метода Лакса-Вендрофа


Слайд 40Диффузия в схеме Лакса-Вендрофа


Слайд 41Условие устойчивости в многомерных задачах гиперболического типа
Метод Лакса


Слайд 42Задачи гидродинамики / свободная поверхность / метод маркеров


Слайд 45Задачи гидродинамики / разрывы и ударные волны
Harten, Ami (1983), "High resolution

schemes for hyperbolic conservation laws", J. Comput. Phys., 49: 357–393

Слайд 46Консервативные схемы


Слайд 47Схема FDTD для задач электродинамики


Слайд 48Схема FDTD для задач электродинамики


Слайд 49Схема FDTD для задач электродинамики


Слайд 50Схема FDTD для задач электродинамики


Слайд 51Схема FDTD для задач электродинамики


Слайд 52Схема FDTD для задач электродинамики


Слайд 53Схема FDTD для задач электродинамики


Слайд 54Дисперсия сетки в многомерных задачах


Слайд 55Устойчивость

Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, Third Edition

Allen Taflove

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика