防热服的设计数学建模_高温作业专用服装设计各位厂家提供点解题思路 2018年全国大学生数学建模A题...
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2018年全国大学生数学建模A题高温作业专用服装设计
这里统一对大家的问题做一个回答:
本题适用差分解法吗?
求解偏微分方程的方法中,差分方法和有限元是两类最主流的方法。
差分方法的优点是原理简单,但是只能求解规则区域的数值解。
有限元背后的理论相对难很多,但能够求解不规则区域问题。
本题适用哪种方法解答取决于你的模型假设
本题中涉及多种介质的热传导的求解,我的建议是,如果不想给自己找麻烦的话,将每种介质层假设成规则的矩形。
既然带求解区域是矩形了,那么本题使用差分方法来求解更加合适,关于差分方法,你可以随便找一本介绍偏微分方程数值解的书,都有介绍。
当然,你如果将模型假设定义为更符合实际的不规则问题,能做出来当然是亮点,但切记不要搬起石头砸自己的脚,毕竟建模时间紧任务重。
是否适用于多层壁热传导?
评论区有人问,是否适用于多层壁热传导吗?
其实就是问这个程序能否求解A题嘛,O(∩_∩)O哈哈~
答案当然是能,但显然不能直接拿来用,给几点提示。
思路1:
你单拿出其中一层来求解,和我提供的算例已经没有本质区别了。
因此,你可以一层一层的求解。先求第一层的数值解,第一层的结果一有,第二层的边界条件也就有了,于是第二层也可以求了。
这样做的潜在问题是,第一层中求解的误差,必定会传递到第二层去,数学上可能不太完美,但是好理解,代码改动也少。
思路2:
我认为数学上更好的方式肯定是整体一起求解,但这就有点困难了。
这样做时,你需要对每一层边界在系数矩阵的相应位置处,都按照边界处的对应关系进行相应处理。
这需要你对差分方法有着很好的理解,如果我提供的代码你无法完全看懂,建议就不要考虑了。
关于边界条件
构造的差分格式是保证解满足对应的方程,但其实满足给定方程的解有无穷多种。
而边界条件的作用其实就是找出你想要的那个解。
之前文章中给出的算例包含的边界条件是:
u(x,0)
u(0,t)和u(1,t)
在A题中右侧初始温度好像是没有的,也就是u(1,t)没有
首先,你要知道的是,求解需要的边界条件并不一定非得是这几个
但是少了一个边界条件,你就要想办法补上一个边界条件,边界条件也不一定是已知函数的表达式,导数的表达式也是可以的(当然,代码是一定需要相应修改的)。
比如没有u(1,t),你可以想办法构造du(0,t)/dx或du(0,t)/dt
这就看你如何理解原问题了,建议查阅文献,看看别人使用的是哪种边界条件,相应的对代码进行修改。当然也可以通过模型假设,将问题向你期待的边界条件上面靠。
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