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我正在尝试解决边界值问题的特殊情况,即边界层自然对流方程:

在此处输入图像描述

感谢这个论坛的贡献者@LutzLehmann,这组方程是通过使用solve_bvpscipy 库中的函数来求解的。

不幸的是,我没有在这些特定的边界条件下获得正确的结果: 在此处输入图像描述

在这种情况下,求解器的初始猜测似乎不起作用,我想知道什么更适合。

这是代码:

import numpy as np
from scipy.integrate import solve_bvp
import matplotlib.pyplot as plt


Pr = 5

def odesys(t,u):
    F,dF,ddF,θ,dθ = u
    return [dF, ddF, θ-0.25/Pr*(2*dF*dF-3*F*ddF), dθ, 0.75*F*dθ]

def bcs(u0,u1): return [u0[0], u0[1], u1[1], u0[3]-1, u1[3]]

x = np.linspace(0,8,25)
u = [x*x, np.exp(-x), 0*x+1, 1-x, 0*x-1]

res = solve_bvp(odesys,bcs,x,u, tol=1e-5)

print(res.message)

plt.subplot(2,1,1)
plt.plot(res.x,res.y[3], color='#801010', label='$\Delta T$')
plt.legend()
plt.grid()

plt.subplot(2,1,2)
plt.plot(res.x,res.y[1], '-', color='C0', label="$F'$")
plt.legend()
plt.grid()

这是获得的错误图:

在此处输入图像描述

有人可以通过建议一个更好的初始案例来帮助我解决这个问题吗?

谢谢您的帮助,

PS:对于命题:

u = [0.5*x*x*np.exp(-x), x*np.exp(-x), np.exp(-x), np.exp(-x), -np.exp(-x)]

我懂了 :

在此处输入图像描述

与文献相比,我期待这个结果(其中 g 是方程组中的 theta):

在此处输入图像描述

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