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diffusion equation是什麼意思,diffusion equation的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • [物] 擴散方程

  • 例句

  • So, let's look at something called the diffusion equation.

    來看看擴散方程。

  • An improved method based on anisotropic diffusion equation was proposed.

    提出了一種基于各向異性擴散方程的改進方法。

  • So, the diffusion equation is something that governs, well, what's called diffusion.

    擴散方程是,適用于擴散過程的。

  • The model consists of a single advection? Diffusion equation with a source term.

    此模型由一個單一的具有源項的對流擴散方程組成。

  • Fractional nonlinear convection-diffusion equation with external forces is given.

    建立了含有外力的分數階非線性對流-擴散方程。

  • 專業解析

    擴散方程(Diffusion Equation)是描述物質或能量在介質中因濃度或溫度差異而自發從高濃度區域向低濃度區域遷移過程的偏微分方程。其核心是菲克第二定律(Fick's Second Law)或熱傳導方程的數學表達,在物理學、化學、工程學及金融學等領域有廣泛應用。

    一、數學形式與物理意義

    擴散方程的标準形式為: $$ frac{partial u}{partial t} = D abla u $$ 其中:

    該方程表明:某點濃度的變化率與其周圍濃度的空間曲率成正比。擴散系數 $D$ 越大,擴散速度越快;空間梯度越陡峭($ abla u$ 絕對值大),濃度變化越劇烈。

    二、典型應用場景

    1. 熱傳導

      當 $u$ 表示溫度時,方程描述熱量從高溫區向低溫區的傳遞。例如金屬棒一端加熱後,熱量沿棒體擴散的過程(傅裡葉熱傳導定律)。

    2. 分子擴散

      描述溶質在溶劑中的擴散(如墨水在水中暈染),或氣體通過多孔介質的滲透(菲克定律)。

    3. 金融數學

      在布萊克-斯科爾斯模型中,擴散方程用于模拟股票價格隨機波動導緻的期權價格變化。

    三、關鍵特性


    權威參考資料:

    1. MIT OpenCourseWare《偏微分方程導論》:Diffusion Equations
    2. NIST《熱力學與傳輸性質手冊》:Diffusion in Materials
    3. Springer《應用偏微分方程》:Mathematical Models of Diffusion

    網絡擴展資料

    擴散方程(Diffusion Equation)是描述物質或能量在介質中擴散過程的偏微分方程,其核心形式為:

    $$ frac{partial u}{partial t} = D abla u $$

    其中:

    關鍵特性

    1. 物理意義
      方程表明:某點物理量的時間變化率(左端)與周圍區域的濃度梯度(右端)成正比。擴散系數 ( D ) 越大,擴散速度越快。

    2. 應用領域

      • 熱傳導(傅裡葉定律,此時稱為熱方程);
      • 粒子擴散(如墨水在水中擴散);
      • 金融數學(期權定價的Black-Scholes模型);
      • 生物學(細胞間物質傳遞、種群遷移)。
    3. 解的行為
      擴散方程的解具有“平滑化”特性:初始的尖銳不均勻性會隨時間逐漸衰減,最終趨于均勻分布。

    4. 擴展形式

      • 含源項:( frac{partial u}{partial t} = D abla u + f(x,t) )(如化學反應中的物質生成);
      • 非線性擴散:擴散系數 ( D ) 隨濃度變化(如多孔介質中的滲透)。

    與其他方程對比

    若需具體求解方法(如分離變量法、傅裡葉變換)或數值模拟案例,可進一步說明需求。

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