解决忽略时间导数的初始值问题

计算科学 有限元 时间积分
2021-12-18 19:39:25

我在看一个热初始值问题

ut2u=finΩ×(0,T)u=gonΩ×(0,T)u=u0inΩ×{0}
我已经用有限元方法和时间步长方案成功地解决了这个问题,所以这不是我的问题。然而,我的问题是,它似乎只解决边界值问题
2u=finΩu=gonΩ
对于各种固定时间,例如f(x,y,0),f(x,y,0.1),等等。这似乎很好地近似了初始值问题的解决方案,我不明白为什么。这只是忽略了在我看来的时间导数(当然,函数f这两个问题都是一样的,所以时间导数的“信息”不会丢失,但它仍然让我感到困惑)。这只是线条的方法吗?

谢谢

1个回答

如果fg是依赖于空间变量而不是时间的函数,那么u(x,t)收敛到一个函数u¯(x)满足泊松方程

Δu=f,
和...一起u|Ω=g. 无论初始条件如何,它都会这样做。换句话说,如果考虑“长期”行为,从某种意义上说,热方程的解并不是很有趣。

什么构成“长期”取决于拉普拉斯算子在您所在域上的特征值,以及初始条件的分解和与拉普拉斯算子的特征向量有关的右手边项。可能只是在您描述的情况下,您始终处于长期情况,因此您没有观察到与拉普拉斯方程根本不同的行为。