椭圆型方程描述的一般是平衡问题(或稳态问题),双曲型和抛物型方程描述的一般是步进问题。

回答: 单参数变换群物理应用marketreflections2011-02-03 15:33:15

从 数学角度,一般将偏微分方程分为椭圆型(影响域是椭圆的,与时间无关,且是空间内的闭区域,故又称为边值问题),双曲型(步进问题,但依赖域仅在两条特征 区域之间),抛物型(影响域以特征线为分界线,与主流方向垂直;具体来说,解的分布与瞬时以前的情况和边界条件相关,下游的变化仅与上游的变化相关;也称 为初边值问题);

从物理角度,一般将方程分为平衡问题(或稳态问题),时间步进问题。

两种角度,有这样的关系:椭圆型方程描述的一般是平衡问题(或稳态问题),双曲型和抛物型方程描述的一般是步进问题。


至于具体的分类方法,大家可以参考一般的偏微分方程专著,里面都有介绍。关于各种不同近似水平的流体控制方程的分类,大家可以参考张涵信院士编写《计算流体力学—差分方法的原理与应用》里面讲的相当详细。


三种类型偏微分方程的基本差别如下:

1)三种类型偏微分方程解的适定性(即解存在且唯一,并且解稳定)要求对定解条件有不同的提法;
2)三种类型偏微分方程解的光滑性不同,对定解条件的光滑性要求也不同;

椭圆型和抛物型方程的解是充分光滑的,因此对定解条件的光滑性要求不高。而双曲型方程允许有所谓的弱解存在(如流场中的激波),即解的一阶导数可以不连续,所以对定解条件的光滑性要求很高,这也正是采用有限元法求解双曲型方程困难较多的原因之一。
3)三种类型偏微分方程的影响区域和依赖区域不一样。

在双曲型和抛物型方程所控制的流场中,某一点的影响区域是有界的,可采用步进求解。如对双曲型方程求解时,为了与影响区域的特征一致,采用上风格式比较适宜。而椭圆型方程的影响范围遍及全场,必须全场求解,所采用的差分格式也要采用相应的中心格式。
以上只是一些较为肤浅的概念,如想深入,可参考相关的偏微分方程及数值计算等书籍

 

椭圆型方程描述的一般是平衡问题(或稳态问题),双曲型和抛物型方程描述的一般是步进问题。


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