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Partielle Differentialgleichungen

Lösen Sie eine Wellengleichung mit periodischen Randwertbedingungen

Lösen Sie eine 1D-Wellengleichung mit periodischen Randbedingungen.

Spezifizieren Sie eine Wellengleichung mit absorbierenden Randbedingungen. Beachten Sie, dass der Neumann-Randwert eine Ableitung von ist.

In[1]:=
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eqn = D[u[t, x], {t, 2}] == D[u[t, x], {x, 2}] + NeumannValue[-Derivative[1, 0][u][t, x], x == 0 || x == 1];

Spezifizieren Sie Anfangsbedingungen für die Wellengleichung.

In[2]:=
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f[x_] = D[0.125 Erf[(x - 0.5)/0.125], x]; vInit[x_] = -D[f[x], x]; ic = {u[0, x] == f[x], Derivative[1, 0][u][0, x] == vInit[x]};

Spezifizieren Sie eine periodische Randbedingung solchermaßen, dass die Lösung des rechten Rands sich auf den linken Rand ausbreitet.

In[3]:=
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bc = PeriodicBoundaryCondition[u[t, x], x == 0, TranslationTransform[{1}]];

Lösen Sie die Gleichung mithilfe der Finite-Elemente-Methode.

In[4]:=
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ufun = NDSolveValue[{eqn, ic, bc}, u, {t, 0, 2}, {x, 0, 1}, Method -> {"MethodOfLines"}];

Visualisieren Sie die periodische Wellenfunktion.

In[5]:=
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plots = Table[ Plot[ufun[t, x], {x, 0, 1}, PlotRange -> {-0.1, 1.3}], {t, 0, 2, .1}]; ListAnimate[plots]
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Verwandte Beispiele

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