Extras din curs
Introducere. Modele matematice a problemei de evolutie
Schemele de calcul ce vor fi construite si analizate se construiesc pentru modelele matematice ale problemelor de evolutie. La general, PE sunt fenomenele din natura ce evoluează atit in spatiu, cit si in timp. Ca aparat matematic, ele reprezinta ecuatii in derivate partiale. Au fost clasificate in 3 grupe (de ordinul 2):
ecuatii eliptice
ecuatii parabolice
ecuatii hiperbolice
PE sunt prezentate cel mai des de ecuatii parabolice si hiperbolice. Ne vor interesa acele modele care sunt reprezenate prin ecuatii de tip parabolic
tip 2,3 - descriu procese nestationare
tip 1 - descrie procese stationare
Exemple concrete de PE:
problema conductivitatii termice:
problema raspindirii in atmosfera a unei substante (toxice):
datorita miscarii curentilor de aer
datorita absorbtiei de unii vapori de aer
datorita difuziei
H = 20km
ϕ(t,x,y,z) - functie de intensitatea (cantitatea) unei substante in domeniu G
daca in acest domeniu actioneaza un cimp vectorial (fie U ̅ = ui ̅ + vj ̅ +wk ̅) - vitezele cu care se misca masele de aer
U = U(t,x,y,z) - fiindca curente de aer pot schimba
Daca admitem ca cantitatea de substanta pe o perioada de timp nu se schimba
⇒ modelul matematic a procesului de deplasare va fi: dϕ / dt = 0
Daca tinem cont de faptul ca actioneaza cimpul vectorial:
tinind cont ca legea prezervarii masei in atmosfera se indeplineste perfect
(legea conservarii): второе слагаемое = 0 si tinind cont de sursa substantei (care adauge substanta in atmosfera) ⇒
daca tinem cont de absorbtie:
un < 0 - proectia vectorului U pe n - normala externa la suprafata S
problema complη (3)
w = 0 pe z = 0 si z = H (vintul nu bate pe pamint si in vacuum) - conditia suplimentara
Problema este forμlata numai pentru primii 2 factori (curente si absorbtie)
Cons fenomenul difuziei:
daca U = 0 - totusi observam raspindirea substantei - acest proces se numeste difuzie. Se produce nu numai in mase de aer, dar si in lichide si chiar in corpuri solide
modelarea matematica a acestui fenomen pentru cazul unei singure variabile spatiale coincide cu modelul conductivitatii termice
Preview document
Conținut arhivă zip
- Scheme de calcul in probleme de evolutie.docx