【理論】偏微分方程簡介

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在之前的文章中有提到,客觀物理世界中的各種現象,都可以使用偏微分方程來描述。


使用比較普遍的是二階偏微分方程。高階偏微分方程能通過引入中間變量的方式來退化為二階偏微分(組)形式。而大部分可以演化為以下最基本的形式:

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其中

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ea是質量系數(簡單理解可以認為是質量),da是阻尼系數(簡單理解可以認為是阻尼),β是對流系數(代表外場對因變量影響),a是吸收系數,f是源項(可以簡單理解為激勵)。


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上述表達式代表著局部微元中的守恒關系式。



有了最基本的二階偏微分方程形式,清楚各項的物理意義。通過設定不同的系數,可以得到不同的常用物理場方程。


比如,因變量u代表溫度T,c=k代表熱傳導系數,f=0表示無熱源,其他各項為0表示無對流等外場作用。這樣就得到了最基本的熱傳導方程——經典的拋物線偏微分方程。

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(估計這種理論的文章仔細看的人又會很少。當成是個人筆記吧。)


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