利用MATLAB中pdepe函数求解一般的偏微分方程组

作者:白雪 | 创建时间: 2023-06-22
MATLAB可以求解常见的偏微分方程,现在我们一起探讨如何利用利用MATLAB中pdepe函数求解一般的偏微分方程组。...
利用MATLAB中pdepe函数求解一般的偏微分方程组

操作方法

pdepe()函数的一般调用格式是: sol=pdepe(m,@pdefun,@pdeic,@pdebc,x,t),其中pdefun是偏微分方程的描述函数,它必须写成如下标准形式,如下图所示:

pdeic是偏微分方程的初始条件,初始条件的描述为u(x,t0)=u0, 可以使用u0=pde(x); pdebc是偏微分方程的边界条件,它的标准形式为: p(x,t,u)+q(x,t,u).*f(x,t,u,ux)=0,则可以用[pa, qa, pb, qb]=pdebc(x,t,u,ux),a和b表示下边界和上边界。

例题:解下列偏微分方程组,方程如下图所示:

pdefun的命令为: function[c,f,s]=pdefun(x,t,u,ux)  %建立偏微分方程函数 c=[1;1]; y=u(1)-u(2); F=exp(5.73*y)-exp(-11.46*y); s=F*[-1;1]; f=[0.024*ux(1);0.017*ux(2)];

初始条件: 初始条件标准形式:[u1;u2]=[1;0] 可以编写描述初始条件的MATLAB函数。 function[u0]=pdeic(x)   %建立偏微分方程的初始条件函数 u0=[1;0];

边界条件: 左边界:[0;u2]+[1;0].*f=[0;0] 右边界:[u1-1;0] +[0;1].*f=[0;0] 可以编写描述边界条件的MATLAB函数。 function[pa,qa,pb,qb]=pdebc(xa,ua,xb,ub,t)   %建立偏微分方程的边界条件函数 pa=[0;ua(2)];qa=[1;0]; pb=[ub(1)-1;0];qb=[0;1];

求解偏微分方程组 计算程序如下所示: >> x=0:0.05:1;t=0:0.05:2;m=0; sol=pdepe(m,@pdefun,@pdeic,@pdebc,x,t); u1=sol(:,:,1); u2=sol(:,:,2); figure; surf(x,t,u1) title('u1(x,t)') xlabel('Distance x') ylabel('Time t') figure; surf(x,t,u2) title('u2(x,t)') xlabel('Distance x') ylabel('Time t')

温馨提示

注意需要改写成MATLAB识别的标准形式
编程目的必须明确,清晰
点击展开全文

更多推荐