五点差分格式.pdf
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1、 微分方程数值解大作业(一)椭圆型方程 编程计算:采用五点差分格式求如下椭圆型方程 2222uuxyf(x,y),(x,y);其中f(x,y)、及边条件为:1 f(x,y)0,(1,2)(0,1),且边条件如下:222u(x,0)2lnx,u(x,1)ln(x1)1x2;u(1,y)ln(1y),u(2,y)ln(4y),0y1.,问题存在精确解为:22(,)ln()u x yxy 2f(x,y)4,(0,1)(0,2),且边条件如下:2222u(x,0)x,u(x,2)(x2)0 x1;u(0,y)y,u(1,y)(y1),0y2.,:问题存在精确解为:2(,)()u x yxy 3f(x,
2、y)cos(xy)cos(xy),(0,)(0,)2 ,且边条件如下:u(x,0)cosx,u(x,)0 0 x;2u(0,y)cosy,u(,y)cosy,0y.2 ,问题存在精确解为:(,)coscosu x yxy.代码:主函数 1,差分解 function g=fivepoints(x1,x2,y1,y2,M,N)%变步长法 h=(x2-x1)/M;%横轴步长 k=(y2-y21/N;%纵轴步长 m=M-1;n=N-1;h1=h2;r=h1/k2;%五点中的上下两个点的系数 t=2+2*r;%五点中的中心点的系数 x=x1+(x2-x1)*(0:M)/M;%x,y 向量表示横纵坐标(y
3、=y1+(y2-y1)*(0:N)/N;a=zeros(m*n,m*n);b=zeros(m*n,1);%初始化 a,b 矩阵,a 为系数矩阵%内部的(m-2)*(n-2)个点 for i=2:m-1 for j=2:n-1 a(i+(j-1)*m,:)=zeros(1,i-1+(j-2)*m)-r zeros(1,m-2)-1 t-1 zeros(1,m-2)-r zeros(1,(n-j)*m-i);b(i+(j-1)*m)=h1*f(x(i+1),y(j+1);end end%下边缘!j=1;for i=2:m-1 a(i+(j-1)*m,:)=zeros(1,i-2)-1 t-1 ze
4、ros(1,m-2)-r zeros(1,(n-j)*m-i);b(i+(j-1)*m)=h1*f(x(i+1),y(j+1)+r*bottom(x(i+1);end;%右边缘 i=m;for j=2:n-1 a(i+(j-1)*m,:)=zeros(1,(j-1)*m-1)-r zeros(1,m-2)-1 t zeros(1,m-1)-r zeros(1,(n-j)*m-i);b(i+(j-1)*m)=h1*f(x(i+1),y(j+1)+right(y(j+1);end:%上边缘 j=n;for i=2:m-1 a(i+(j-1)*m,:)=zeros(1,i-1+(j-2)*m)-r
5、zeros(1,m-2)-1 t-1 zeros(1,m-i-1);b(i+(j-1)*m)=h1*f(x(i+1),y(j+1)+r*top(x(i+1);end%左边缘 i=1;for j=2:n-1 a(i+(j-1)*m,:)=zeros(1,i-1+(j-2)*m)-r zeros(1,m-1)t-1 zeros(1,m-2)-r zeros(1,(n-j)*m-i);b(i+(j-1)*m)=h1*f(x(i+1),y(j+1)+left(y(j+1);end;%左下角的那个点 i=1;j=1;a(1,:)=t-1 zeros(1,m-2)-r zeros(1,(n-1)*m-1)
6、;b(1)=h1*f(x(2),y(2)+r*bottom(x(2)+left(y(2);%右下角的那个点 i=m;j=1;a(i+(j-1)*m,:)=zeros(1,m-2)-1 t zeros(1,m-1)-r zeros(1,(n-2)*m);b(i+(j-1)*m)=h1*f(x(i+1),y(j+1)+r*bottom(x(i+1)+right(y(j+1);%左上角的那个点 i=1;j=n;a(i+(j-1)*m,:)=zeros(1,(n-2)*m)-r zeros(1,m-1)t-1 zeros(1,m-2);b(i+(j-1)*m)=h1*f(x(i+1),y(j+1)+r
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- 关 键 词:
- 五点 格式
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