0

带来不便敬请谅解,

我尝试求解这个没有边界的特殊扩散方程http://astronomy.nju.edu.cn/~chenpf/c/courses/fluid/pringle81.pdf方程(2.10),其中 nu=cost。我使用这段代码来简化方程:

pde = D[s[x, t], 
    t] == (3/2)*D[s[x, t], x] + (3/4)*x^-2*D[s[x, t], {x, 2}] - 
    1/(4*x) ;
mu = 0.5;
sigma = 0.05;

并求解方程(通过选择 nu=cost. 是一个线性扩散偏方程)我使用这个:

 sol = DSolve[{pde, 
   s[x, 0] == Exp[-(x - mu)^2/(2*sigma^2)]/Sqrt[2*Pi*sigma^2]}, 
  s[x, t], {x, t}]

初始函数(高斯函数)的特定选择。

但是当我尝试绘制它时:

Plot3D[s[x, t] /. sol, {x, 0, 1}, {y, 0, Automatic}]

为了重现上面论文中的图 1,我有很多错误,我不明白为什么。

此外,我发现这个 Matlab 代码重现了一个没有边界的扩散型方程,效果很好,但我不明白如何改变方程本身来重现方程中的方程。上述论文的(2.10)。

numx = 101;   %number of grid points in x
numt = 2000;  %number of time steps to be iterated
dx = 1/(numx - 1);
dt = 0.00005;

x = 0:dx:1;   %vector of x values, to be used for plotting

C = zeros(numx,numt);   %initialize everything to zero

%specify initial conditions
t(1) = 0;      %t=0
mu = 0.5;      
sigma = 0.05;
for i=1:numx
   C(i,1) = exp(-(x(i)-mu)^2/(2*sigma^2)) / sqrt(2*pi*sigma^2);
end

%iterate difference equations
for j=1:numt
   t(j+1) = t(j) + dt;
   for i=2:numx-1
      C(i,j+1) = C(i,j) + (dt/dx^2)*(C(i+1,j) - 2*C(i,j) + C(i-1,j)); 
   end
   C(1,j+1) = C(2,j+1);          %C(1,j+1) found from no-flux condition
   C(numx,j+1) = C(numx-1,j+1);  %C(numx,j+1) found from no-flux condition
end

figure(1);
hold on;
plot(x,C(:,1));
plot(x,C(:,11));
plot(x,C(:,101));
plot(x,C(:,1001));
plot(x,C(:,2001));
xlabel('x');
ylabel('c(x,t)');

有人可以帮我吗?

非常感谢。

4

0 回答 0