t) = f / , exp{
Аж a it
}
4a t
h===exP{-(X S }(-s))ds + j-j=1
-r^J4жа t 4a t о д/4ж
4жа t
exp{- ——S^ }
4a2t
ntegral ostida juft va toq funksiyalarning ko ’paytmasi turibdi , shuning uchun u nolga teng . Chegaravi shart bajarilayapdi. endi yechim uchun to ’liq formulani olamiz:
+f I / \ 2 +r i / \ 2
■ f . exP{- ll }(fr{s)ds + f exP{- (x—s)-})ds
o
+r 1
= f 1
о у/4ж a2/
exp {-(x-At} - exp {- ^}
4a t
4a t
(f(s)ds.
^4жa2t 4a t o^4жa2t 4a t
D
+r 2
u( x, t) = f-j= 0 v4ж^
exp{- (x^sr} - exp{- (X+1 }
4a t
4a t
о л/4ж a t
buyarim to ’g’ri chiziqda birinchi chegaraviy masalaningyechimi bo’ladi.
(2.4.3)
emak,
Yarim to’g’ri chiziqda ikkinchi chegaraviy masala
Yarim to ’gri chiziqda ikkinchi chegaraviy masala qo ’ydagi ko ’rinishga ega:
utt = a uxx, x > 0>t > 0;
u
(2.4.5)
x(0,t) = 0, t > 0;
u(x,0) = ф(x), x > 0.
Yana yechimni topish uchun boshlang ’ich shartni beruvchi funksiyani endi juft qilib davom ettiramiz:
f ф(x), x > 0;
Ф(х) = \ ф( ), ;
[ ф(-x), x < 0.
Boshlang’ich shartni o ’zgartirib , quyidagi koshi masalasini olamiz:
U(0,t) = 0, t > 0;
U(х,0) = ф(х), -да< x < +да.
Xuddi shunday uningyechimi
(
(x - 2 )2
\ +f 1 f (x - 5)
U t)= J I — eXP {— ~j~T7
-^/4^a2t 4a t
funksiya bo ’ladi.
Aytaylik (x, t)g(r+ x R+ ) da u(x, t) = U(x, t) bo’lsin. Yana
ut = a uxx , x > 0, t > 0;
u(x,0) = ф(x), x > 0.
ekanligi aniq.
C
+да -j
(xt) = Ux(x, t)= J i
—»y 4л a1
C (x — s)1 (x — s)2
'exp{— у— }Ф(5)^5 ^
t
u
+^ -j
(0, t )=Ux (0, t )=h=
—X 4xa"
V 2a 2t
f
4a21
t
2 I 2
— Iexp{ — }Ф(5)^5 Vt > 0.
V2a t J 4a t
hegaraviy masalaning bajarilishini tekshiramiz:
Hosil bo ’lgan integral ostida 2 ta juft va bitta toq funksiyaning ko ’paytmas turibdi, demak u nolga Doiradi. Chegaraviy shart bajarilmoqda. (2.4.4) ning yechimi uchun qo ’ydagi formilani xosil qilamiz:
+
(x — s)2
u
f 1 (x + s)2 0 1 (x — s)2
(xt) = J , 9 exP{— ( . 22 }(s)ds + J , exP{— ( 2 }ф(—s)ds =
o
+w -j
hr
exp{— (x 2S) } + exp{— (x + 25) }
ф(5^5.
о т]4лa"t
Bu yarim to’g’ri chiziqda 2-chegaraviy masalaning yechimidir.
4a21
4a 2t
-\]4xa2t 4a t —му4лa2t 4a t
§. Maple paketi orqali yarim chegaralangan sohada issiqlik
o’tkazuvchanlik tenglamasini Fur’ye usuli (o’zgaruvchilarni ajratish usuli)
yordamida yechish
Y
_S
dt
u( t, x ) = a2
fd2
\
J
arim chegaralangan sterjenda issiqlik tarqalish jarayonini qaraymiz [6-8]. Buning uchun quyidagi
bir jinsli tenglamani
u(0, x) = f( x)
boshlang’ich va quyidagi:
k u(t0) 1 = hl (u(t0) - T1)
-k f^ u(t L)1 = h2 (u(t L) - T2 )
chegaraviy shartlar bilan yechamiz (k - issiqlik o’tkazuvchanlik koeffisiyenti, hl va h2 - sterjenning chetlarida issiqlik almashinish koeffisiyentlari, Tl va T2 - sterjen chetlaridagi (chegaralaridagi) temperaturalar).
Bir jinsli tenglama va uning yechimini o’zgaruvchilami almashtirish usuli bilan yechamiz:
P
PDE
d_
dt
u( t, x )
= a
2
f d^_ Kdx2
\
u( t, x )
J
struc := (u(t, x) = T(t) X(x))&where
d
{dt,T(')
d2
C-T(')’ dx2X( x)
C X( x)
a
Do'stlaringiz bilan baham: |