معادلات دیفرانسیل سهموی با مشتقات جزئی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

معادلات دیفرانسیل سهموی با مشتقات جزئی خانواده ای از معادلات دیفرانسیل پاره ای از درجه دوم به صورت کلی زیر هستند:

A u_{xx} + 2 B u_{xy} + C u_{yy} + D u_x + E u_y + F = 0. \;

زمانی که:

 A C - B^2 = 0 \!

یخوبی میتوان نامیدن این معادلات را به معادلات دیفرانسیل سهموی در تعریف سهمی متوجه شد.

این نوع از معادلات دیفرانسیل پاره ای در توصیف طیف گسترده ای از مسائل در علوم و مهندسی بسیار ظاهر میشوند، از معادله حرارت گرفته تا انتشار امواج صوتی در اقیانوس تا توصیف مدلهای ریاضیاتی و سیستمهای فیزیکی وابسته به گذر زمان.

یک نمونه ساده‌ از معادلات دیفرانسیل سهموی را می‌توان معادله حرارت یک بعدی دانست:

 u_{t}=ku_{xx}\!

که در آن تابع  u(x,t) \! نمایانگر دما در مکان  x \! و زمان  t \! است و  k \! ثابت نفوذ حرارتی میباشد.

این معادله بطور کلی بیانگر این است که، دما در یک نقطه معین با نرخ مشخصی وابسته به دمای نقاط اطراف افزایش یا کاهش پیدا میکند. به بیان دیگر تغییرات دمایی هر نقطه وابسته به تغییرات دمایی نقاط مجاور مبیاشد که بخوبی بیانگر نفوذی بودن پدیده انتقال حرارت میباشد.


منابع[ویرایش]

  • Smoller, J., Shock Waves and Reaction - Diffusion Equations, Springer-Verlag, New York, Inc., 1983. ISBN 0-387-90752-1

جستارهای وابسته[ویرایش]