有限差分法和托马斯算法(或追赶法)对一个二阶线性边值问题进行数值求解
使用有限差分法和托马斯算法(或追赶法)对一个二阶线性边值问题进行数值求解。这种方法通常用于数值解微分方程。以下是代码的简要解释:
1.使用 inline 函数定义了三个函数 p(x)、q(x) 和 r(x),它们表示微分方程的系数。
2.设置了参数,如间隔数 N、初始和边界条件 a0、b0、af、bt 以及间隔大小 h。
3.基于微分方程的有限差分离散化,计算了系数 a、b、c 和 d。
4.使用托马斯算法(或追赶法)解决了三对角方程组。
5.将结果与由数组 zj 表示的解析解进行了比较。
6.将数值解和解析解并排显示,以便比较。p=inline('-2/x');
q=inline('2/x^2');
r=inline('sin(log10(x)/log10(exp(1)))/x^2');
N=9;
a0=1;b0=2;
af=1;bt=2;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
h=(b0-a0)/(N+1);
x=a0+h;
a(1)=2+h*h*q(x);
b(1)=-1+(h/2)*p(x);
d(1)=-h*h*r(x)+(1+(h/2)*p(x))*af;
for i=2:N-1
x=a0+i*h;
a(i)=2+h*h*q(x);
b(i)=-1+(h/2)*p(x);
c(i)=-1-(h/2)*p(x);
d(i)=-h*h*r(x);
end
x=b0-h;
a(N)=2+h*h*q(x);
c(N)=-1-(h/2)*p(x);
d(N)=-h*h*r(x)+(1-(h/2)*p(x))*bt;
%%%%%%%%%追赶法%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%y=trisys(c,a,b,d)
L(1)=a(1);
u(1)=b(1)/a(1);
for i=2:N-1
L(i)=a(i)-c(i)*u(i-1);
u(i)=b(i)/L(i);
end
L(N)=a(N)-c(N)*u(N-1);
z(1)=d(1)/L(1);
for i=2:N
z(i)=(d(i)-c(i)*z(i-1))/L(i);
end
y(N)=z(N);
for i=N-1:-1:1
y(i)=z(i)-u(i)*y(i+1);
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Y=;
for i=1:N+2
x=a0+(i-1)*h;
zj(i)=1.1392070132*x-0.03920701320/x^2-3*sin(log10(x)/log10(exp(1)))/10-cos(log10(x)/log10(exp(1)))/10;
end
disp('下面两列分别是数值解和近似解');
re=
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