QQ登录

只需要一步,快速开始

 注册地址  找回密码
查看: 2658|回复: 0
打印 上一主题 下一主题

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

[复制链接]
字体大小: 正常 放大

1189

主题

4

听众

2934

积分

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2024-1-3 09:34 |只看该作者 |倒序浏览
|招呼Ta 关注Ta
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。* ]- J8 |- C. c7 q& q' u1 J
以下是代码的简要解释:! M# N; r% N& C' h( n  T

9 U! r8 g6 j2 K& N) }3 E8 a1.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。
9 M" O: Y+ p% c' ^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。% N2 d5 E; O8 t+ m7 Q% p1 l
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。
1 a1 ?1 t2 J& O& _' Z; i" O4.使用托马斯算法(或追赶法)解决了三对角方程组。+ w2 r; S& k9 y9 T9 Y6 C4 f( T, W1 \9 `
5.将结果与由数组 zj 表示的解析解进行了比较。
% Y) V3 f/ |# a6 v6.将数值解和解析解并排显示,以便比较。
  1. p=inline('-2/x');
    ) w+ Y\" Q% K$ f  n+ }) A# T: I6 d: x
  2.   q=inline('2/x^2');* F9 Z  j3 B. m& i/ \$ f
  3.   r=inline('sin(log10(x)/log10(exp(1)))/x^2');
    % M) ]  `/ C7 j
  4.   N=9;
    / j( [$ D3 D+ r  A
  5.   a0=1;b0=2;) Y\" r+ y9 R4 @4 [
  6.   af=1;bt=2;
    % P4 M, U7 R% w: f
  7.   %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%' |' \2 ~3 y6 D: H: w) E
  8.   h=(b0-a0)/(N+1);
    ; Z# q) |6 y\" a1 e2 H. V
  9.   x=a0+h;' l  u$ i, ~/ V$ A! ?
  10.   a(1)=2+h*h*q(x);$ L7 ~* {: C. P- k, q% Y
  11.   b(1)=-1+(h/2)*p(x);- h  }3 X& c: r% ^$ F, U
  12.   d(1)=-h*h*r(x)+(1+(h/2)*p(x))*af;9 t/ Z: @) n2 ?8 w
  13.     for i=2:N-1+ V' \8 k: T% t$ r* `6 D/ U
  14.         x=a0+i*h;
    3 O8 ]; p7 Z3 Y  _# X
  15.         a(i)=2+h*h*q(x);
    + E0 y) G! U9 _& n
  16.         b(i)=-1+(h/2)*p(x);
    * B) \# p) f2 D) X1 p/ U. W+ g; ~
  17.         c(i)=-1-(h/2)*p(x);
    ) r! P5 V5 t7 |9 ]$ Q
  18.         d(i)=-h*h*r(x);
    5 k* s/ N7 o6 u. S: ^
  19.      end7 P5 c% ^- F' l% q
  20.      x=b0-h;9 u* |1 ]1 p  |- ]1 [3 Y; g- {. [\" O5 {
  21.      a(N)=2+h*h*q(x);7 u, I0 x1 T- i1 c1 Z0 ?2 @
  22.      c(N)=-1-(h/2)*p(x);
    6 n+ _6 y' T; s( H- V2 f
  23.      d(N)=-h*h*r(x)+(1-(h/2)*p(x))*bt;
    - x* N( A+ V) a. H9 r4 S- ^) `
  24.      %%%%%%%%%追赶法%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    ; Q6 f* _# v, v( c\" u( n
  25.      %y=trisys(c,a,b,d)
    ( O5 m+ E* H8 A8 d! H! h4 a
  26.      L(1)=a(1);
    \" y& q1 t% O2 g3 f
  27.      u(1)=b(1)/a(1);- `2 t# \0 d, g* p, v/ W7 v0 J
  28.      for i=2:N-1; U0 x# O0 l9 E: @# R  `
  29.          L(i)=a(i)-c(i)*u(i-1);# m5 ]# f' O4 L5 X7 X
  30.          u(i)=b(i)/L(i);
    / Q- U  W3 e! ]* s# O1 v. m
  31.      end1 ~* R+ y! S/ m6 ^3 q- T
  32.      L(N)=a(N)-c(N)*u(N-1);
    0 _/ G6 u. F  t$ v
  33.      z(1)=d(1)/L(1);: l7 [\" v3 E\" T3 n1 B5 d
  34.      for i=2:N8 q5 |: T+ t, @4 S
  35.          z(i)=(d(i)-c(i)*z(i-1))/L(i);
    $ d\" G$ b( ]6 g# R* X
  36.      end
    7 O& f6 y4 b: v0 f
  37.      y(N)=z(N);
    + B/ i' F: _' j' K' w
  38.      for i=N-1:-1:1
    * d5 R) E0 [/ g/ J
  39.          y(i)=z(i)-u(i)*y(i+1);
    : N8 w& V9 W' ~& I8 W\" I$ p( }. H
  40.      end- R0 _2 U( J) |+ l8 x7 v) c* E
  41.      %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    $ ]- J\" R: d2 C9 x9 ]: ]
  42.      Y=[af,y,bt];* X8 e5 b, K* a2 q, J
  43. for i=1:N+2( k0 |- X3 e: V4 A# r! j8 X4 p1 p
  44.       x=a0+(i-1)*h;% O: ], G\" B; q\" N( ~
  45.       zj(i)=1.1392070132*x-0.03920701320/x^2-3*sin(log10(x)/log10(exp(1)))/10-cos(log10(x)/log10(exp(1)))/10;
    , |/ x# G7 K- F0 D. ]0 L/ q
  46. end
    \" o: Q' I2 E) ]6 l; M5 E
  47. disp('下面两列分别是数值解和近似解');
    : k$ w, T1 [0 z
  48. re=[Y'      zj']
复制代码
9 T8 n: ]2 I( @2 h/ h

xycf.m

1.33 KB, 下载次数: 0, 下载积分: 体力 -2 点

售价: 2 点体力  [记录]  [购买]

zan
转播转播0 分享淘帖0 分享分享0 收藏收藏0 支持支持0 反对反对0 微信微信
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册地址

qq
收缩
  • 电话咨询

  • 04714969085
fastpost

关于我们| 联系我们| 诚征英才| 对外合作| 产品服务| QQ

手机版|Archiver| |繁體中文 手机客户端  

蒙公网安备 15010502000194号

Powered by Discuz! X2.5   © 2001-2013 数学建模网-数学中国 ( 蒙ICP备14002410号-3 蒙BBS备-0002号 )     论坛法律顾问:王兆丰

GMT+8, 2026-6-15 13:16 , Processed in 0.460749 second(s), 54 queries .

回顶部