波动方程的有限差分方法任务书

 2022-08-18 08:08

1. 1. 毕业设计(论文)的内容、要求、设计方案、规划等

论文背景与目的

波动方程可用于描述波以一定速度传播的物理现象,并在很多科学和工程领域中有着重要应用,例如空气动力学,弹性力学、水力学、石油勘探等,具有重要的研究意义。波动方程模型是双曲型偏微分方程。一般而言,求出方程的精确解极其困难,对大部分问题是不可能的。因此,求出其近似解是很有意义的。数值方法就是求偏微分方程近似解的一种有效的方法,该方法的目标在于给出解在一些离散点上的近似值。这种方法适用于计算机计算,因此应用十分广泛。目前有限元方法和有限差分方法是常用的两种求解偏微分方程的数值方法。有限差分方法的基本思想是用离散的只含有有限个未知量的差分方程组去近似代替连续变量的微分方程和定解条件,并把差分方程组的解作为微分方程定解问题的近似解。

  有限差分方法是求解波动方程数值解的比较常见和行之有效的方法之一,经过八十多年的发展,已经取得了很大的成功。到目前为止,对波动方程差分方法的理论、数值方法的研究已经有了大量结果。本文将用有限差分方法求解一维和二维波动方程,并编程实现。

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2. 参考文献(不低于12篇)

[1] 李荣华,偏微分方程数值解法,高等教育出版社,2005。

[2] 孙志忠,偏微分方程数值解法,科学出版社,2005

[3] 戴嘉尊,邱建贤,偏微分方程数值解法,东南大学出版社,2004

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