使用 Matlab 的 bvp4c 求解边值问题
来源:互联网 发布:2016淘宝发布宝贝教程 编辑:程序博客网 时间:2024/06/09 07:48
Kuiken 利用相似变换,得到如下非线性微分方程
满足如下边界条件
其中, 表示对 求导, 为普朗特数. 此方程是耦合的非线性边值问题,在无穷远点具有奇性.
当 时,使用Matlab的bvp4c求解如下:
将原方程转化为一阶方程组
% kuikenode.mfunction df=kuikenode(eta,f)sigma=1; df=[ f(2) f(3) f(2)^2-f(4) f(5) 3*sigma*f(2)*f(4)];
输入边界条件
% kuikenbc.mfunction res=kuikenbc(f0,finf)res =[f0(1) f0(2) f0(4)-1 finf(2) finf(4)];
以常数作为初始猜测解
% kuikeninit.mfunction v=kuikeninit(eta)v =[ 0 0 1 0 0];
调用bvp4c求解,注意此处无界区间被截断
% solve.mclc;clear;infinity=30;solinit=bvpinit(linspace(0,infinity,5),@kuikeninit);options=bvpset('stats','on','RelTol', 1e-12);sol=bvp4c(@kuikenode,@kuikenbc,solinit,options);eta=sol.x;g=sol.y;fprintf('\n');fprintf('Kuiken reports f''''(0) = 0.693212.\n')fprintf('Value computed here is f''''(0) = %7.7f.\n',g(3,1))fprintf('Kuiken reports %c''(0) = -0.769861.\n', char([952]))fprintf('Value computed here is %c''(0) = %7.7f.\n',char([952]),g(5,1))clf resetsubplot(1,2,1);plot(eta,g(2,:));axis([0 infinity 0 1]);title('Kuiken equation, \sigma =1.')xlabel('\eta')ylabel('df/d\eta')subplot(1,2,2);plot(eta,g(4,:));axis([0 infinity 0 1]);title('Kuiken equation, \sigma = 1.')xlabel('\eta')ylabel('\theta')shg
The solution was obtained on a mesh of 105 points.
The maximum residual is 9.866e-013.
There were 6332 calls to the ODE function.
There were 260 calls to the BC function.
Kuiken reports f''(0) = 0.693212.
Value computed here is f''(0) = 0.6932116.
Kuiken reports θ'(0) = -0.769861.
Value computed here is θ'(0) = -0.7698611.
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