狄利克雷邊界條件

狄利克雷邊界條件

狄利克雷邊界條件,常微分方程的“第一類邊界條件”,指定微分方程的解在邊界處的值。

基本介紹

  • 中文名:狄利克雷邊界條件
  • 外文名:Dirichlet boundary condition
  • 領域:數學
  • 屬性第一類邊界條件
  • 作用:指定微分方程的解在邊界處的值
  • 相關名詞柯西邊界條件
簡介,在常微分方程情況下,在偏微分方程情況下,套用,其他邊界條件,

簡介

在數學中,狄利克雷邊界條件,為常微分方程的“第一類邊界條件”,以彼得·古斯塔夫·狄利克雷(1805-1859)命名。當對一個常微分方程或偏微分方程施加時,它指定了微分方程的解在邊界處的值。求出這樣的方程的解的問題被稱為狄利克雷問題。在套用科學中,狄利克雷邊界條件也可以稱為固定邊界條件。

在常微分方程情況下

對於常微分方程,例如,
區間[a,b]的狄利克雷邊界條件採取形式:
其中
是給定的數字。

在偏微分方程情況下

對於偏微分方程,例如,
其中
表示拉普拉斯運算元,域
的狄利克雷邊界條件採取形式:
其中f是在邊界
中定義的已知函式。

套用

例如,以下將被認為是Dirichlet邊界條件:
(1)在機械工程和土木工程(梁理論)中,梁的一端保持在空間中的固定位置。
(2)在熱力學中,表面保持在固定溫度。
(3)在靜電中,電路的節點保持固定電壓。
(4)在流體動力學中,粘性流體的防滑條件表明,在固體邊界處,流體相對於邊界具有零速度。

其他邊界條件

許多其他邊界條件是可能的,包括柯西邊界條件和混合邊界條件。後者是狄利克雷和諾伊曼條件的組合。

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