exponenta event banner

Собственные значения и собственные модели Г-образной мембраны: PDE Modeler App

В этом примере показано, как вычислить все собственные моды с собственными значениями меньше 100 для собственной задачи PDE

-Δu = λ u

на геометрии Г-образной мембраны. Граничным условием является условие Дирихле u = 0. В этом примере используется приложение PDE Modeler. Программный рабочий процесс см. в разделе Собственные значения и собственные значения Г-образной мембраны.

Чтобы решить эту проблему в приложении PDE Modeler, выполните следующие действия:

  1. Нарисуйте многоугольник с углами (0,0), (-1,0), (-1, -1), (1, -1), (1,1) и (0,1) с помощью команды pdepoly функция.

    pdepoly([0,-1,-1,1,1,0],[0,0,-1,-1,1,1])
  2. Убедитесь, что установлен режим приложения Generic Scalar.

  3. Используйте граничное условие Дирихле по умолчанию u = 0 для всех границ. Чтобы проверить его, переключитесь в граничный режим, выбрав «Граница» > «Граничный режим». Выберите «Правка» > «Выделить все» для выбора всех границ. Выберите «Граница» > «Задать граничные условия» и убедитесь, что граничным условием является условие Дирихле с помощью h = 1, r = 0.

  4. Задайте коэффициенты, выбрав PDE > PDE Specification или нажав кнопку PDE на панели инструментов. Это проблема собственного значения, поэтому выберите тип PDE Eigenmodes. Общее собственное значение PDE описывается как −∇⋅ (c∇u) + au = λ du. Таким образом, для этой задачи используйте коэффициенты по умолчаниюc = 1, a = 0, и d = 1.

  5. Укажите максимальный размер кромки для сетки, выбрав меню «Сеть» > «Параметры». Установите максимальное значение размера кромки 0,05.

  6. Инициализируйте сетку, выбрав меню «Сетка» > «Инициализировать сетку».

  7. Задайте диапазон собственных значений, выбрав команду «Решение» > «Параметры». В открывшемся диалоговом окне используйте диапазон собственных значений по умолчанию [0 100].

  8. Решите PDE, выбрав Решение (Solve) > Решение PDE (Solve PDE) или нажав кнопку = на панели инструментов. По умолчанию приложение отображает первую собственную функцию.

  9. Выполните печать других собственных функций, выбрав команду «Печать» > «Параметры», а затем выберите соответствующее собственное значение из раскрывающегося списка в нижней части диалогового окна. Например, постройте график пятой собственной функции в указанном диапазоне.