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偏微分方程求解器

选择三类预设方程之一,配置网格和边界,查看数值近似。

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仅支持三个固定教学案例。一维域 [0,1],拉普拉斯为单位正方形。零梯度端点会反射。结果是数值近似,不是通用 PDE 或工程求解器。

utils.com · FTCS / Gauss-Seidel / SOR

使用步骤

如何使用

  1. 选择热、波或拉普拉斯,输入有效参数。
  2. 选择初始分布或固定边界值,开始演化或求解。
  3. 暂停或重置,查看步长、限制和收敛信息。

明确支持范围

热方程 u_t=αu_xx 使用 FTCS;波方程 u_tt=c²u_xx 使用中心时间差分,初始速度为零。域 x∈[0,1],支持固定零值、反射零梯度或周期边界。周期网格不重复终点。拉普拉斯方程 u_xx+u_yy=0 定义于单位正方形,四边恒定 Dirichlet 值,角点取相邻边均值。不支持任意方程、源项、网格或表达式解析。

数值方法与限制

演化网格 20–256 点,最多 10,000 步;热 α=0.0001–10,Δt=0.4Δx²/α;波 c=0.1–10,Δt=0.9Δx/c,首步包含半加速度。拉普拉斯网格 8–64,Gauss-Seidel 或 SOR ω=1.5;最大更新量容差 0.01/0.001/0.0001,最多 20,000 轮或 8 秒计算。单独报告最大离散 PDE 残差。达到限额不等于收敛。不提供连续解误差界或工程资格保证。

常见问题

你可能还想知道

开放端点会吸收波吗?

不会。零梯度选项是反射 Neumann 边界,不是无反射辐射边界。选择固定零值时,初始端点会调整为零。

收敛的拉普拉斯结果是精确解吗?

不是。这里收敛表示最大迭代更新满足所选容差,不限制离散化或连续解误差。严肃用途需独立比较网格和合适的解析解。