椭圆差分方程英文解释翻译、椭圆差分方程的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 elliptic difference equation
分词翻译:
椭圆的英语翻译:
ellipse
【计】 ellipse
差分方程的英语翻译:
【计】 difference equation
专业解析
椭圆差分方程(Elliptic Difference Equation)是偏微分方程离散化后形成的代数方程组,属于椭圆型偏微分方程的数值近似形式。其核心特征为数学描述的稳定性和解的唯一性,常用于描述稳态物理现象,例如热传导平衡态、静电场分布等。
从汉英词典角度解析:
- 椭圆型(Elliptic Type):方程对应的系数矩阵满足正定性条件,数学上表现为离散算子的特征值均为正数,例如拉普拉斯方程离散化后的形式。
- 差分方程(Difference Equation):通过有限差分法将微分算子替换为离散差分算子,如将二阶导数$frac{partial u}{partial x}$转换为$frac{u_{i+1}-2ui+u{i-1}}{h}$。
应用领域包括:
- 工程计算:结构力学中的应力分析(来源:Springer《计算工程数学》)。
- 气象学:大气稳态模型构建(来源:AMS《应用数学进展》)。
- 金融数学:期权定价的稳态解法(来源:Wiley《数值金融方法》)。
示例方程为二维泊松方程的离散形式:
$$
abla u = f quad Rightarrow quad -frac{u{i+1,j} - 2u{i,j} + u_{i-1,j}}{hx} - frac{u{i,j+1} - 2u{i,j} + u{i,j-1}}{hy} = f{i,j}
$$
网络扩展解释
椭圆差分方程是数值计算中用于求解椭圆型偏微分方程(PDE)的离散化代数方程组。以下是其核心要点:
1.定义与数学背景
2.离散化方法
- 网格剖分:将求解区域划分为均匀或非均匀网格(如一维区间、二维矩形或三角网格)。
- 差分格式:
- 以二维泊松方程 (
abla u = f ) 为例,使用中心差分近似二阶导数,得到五点差分格式:
$$
frac{u{i+1,j} + u{i-1,j} + u{i,j+1} + u{i,j-1} - 4u{i,j}}{h} = f{i,j}
$$
其中 ( h ) 为网格步长。
3.关键性质与求解要求
- 极值原理:椭圆型方程的解在区域内部无法取得极值(除非为常数),离散化后差分方程需保持这一性质以保证数值稳定性。
- 边界条件处理:需根据原问题的边界条件(如Dirichlet、Neumann或混合条件)调整差分方程,例如通过引入虚拟点或修改离散方程形式。
4.应用领域
- 用于工程和科学计算的稳态问题,如结构力学中的应力分析、电磁场计算等。
- 数值解法包括直接法(如高斯消去)和迭代法(如共轭梯度法、多重网格法)。
椭圆差分方程是椭圆型PDE数值求解的核心工具,其构造需兼顾数学性质(如一致椭圆性、极值原理)和计算效率。更多细节可参考有限差分法教材或计算数学文献。
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