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拡散方程式の一般解が求まりません

piro2dogの回答

  • piro2dog
  • ベストアンサー率33% (1/3)
回答No.1

変数分離法を適用してみてはいかがでしょうか。 ※変数分離法を適用するための条件についてはご自身で調査して下さい。 変数分離法とは、u(y,t)が yのみに依存する関数Y(y)と、 tのみに依存する関数T(t)との積で表せると仮定して解く方法です。 この場合、拡散方程式に、u(y,t)=Y(y)T(t)を代入すると、 Y(y)dT/dt=D(T(t)d^2Y/dy^2) ※dは常微分のd となります。 これを変形すると T'/T=D*(Y''/Y) ※U'はUのtでの微分、Y''はYのyでの二階微分 となり、左辺がtのみの関数、右辺がyのみの関数となり、 結局、左辺も右辺も定数であると分かります。 なので、T'/T=D*(Y''/Y)=C(定数)とおくと、 T'=CT Y''=(C/D)Y と単純な二つの常微分方程式が得られます。 あとはこれを解くだけです。

pi-314
質問者

お礼

変数分離法はこちらもやってみたのですが、 その場合 T=exp(Ct) と表現されてしまうため、境界条件とうまく適合されません。 Cを虚数としてRe(T)(Tの実部分)としてみたところそれ以降どう扱えばいいかわからず頓挫してしまいました。 貴重なご意見ありがとうございました。

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