• 締切済み

数値計算における格子間隔⊿xと時間刻み⊿tについて

ある波形の移流方程式を解く際に⊿xと⊿tの設定の仕方について疑問に思ったことがあるので 質問させて下さい。 ⊿tを小さくとった場合、波の速度にもよりますが1step当たりで進む距離は非常に小さなものとなると思います。 ここで、もし⊿xが比較的大きな場合、1step当たりでの移動量は1格子分の移動距離に届かず、 ある位置にあった波形は、次のstepにおいても同じ位置にあるという結果が得られると思うのですが、この場合、計算stepが進むにつれて正しく波形の移動は計算されるのでしょうか? step=2,3.4....と進んでも前の位置と同じという結果になり、元の位置から移動しないという結果にはならないのでしょうか? よろしくお願いします。

  • comw
  • お礼率0% (0/1)

みんなの回答

  • f272
  • ベストアンサー率46% (8009/17115)
回答No.1

「ある波形の移流方程式」と言ってるんだから,各格子点に割り当てられた何らかの量が増減することによって,結果として波が移動しているように見える状況を想定しているのだと思います。そうすると 「1step当たりでの移動量は1格子分の移動距離に届かず」ということから「ある位置にあった波形は、次のstepにおいても同じ位置にある」ということは導かれないでしょう。

関連するQ&A

  • 偏微分方程式の数値計算について

    偏微分方程式の解の数値計算の仕方についての質問です。 例えば、偏微分方程式の解が以下のような形だったとします。 T(x,y)=Σ(A1n*x^n+A2n*x^(-n))*cos(ny) nは変数分離定数です。A1n,A2nが積分定数です。またn=1~∞とします。 今、あるxにおけるTとyの数値計算をするとします。 つまりxを定数として扱います。 そして、上式を条件に代入して解を求めるのですが、 n=3の場合の結果が欲しい場合は、 n=1,2,3のとき連立方程式をそれぞれで解いて、 数値結果は、 (n=1の結果)+(n=2の結果)+(n=3の結果) という考え方であってますか? アドバイスをお願いします。 プログラムで数値計算をするのですがなかなかうまくいかずこまっています。

  • 移流拡散方程式の微分が含まれていない解を教えて下さい。

    移流拡散方程式の微分が含まれていない解を教えて下さい。 土壌中の化学物質量が、時間tが経過するとともに土壌深度xにむかって拡散、移流するのを考えています。 エクセルでどんな風に変化するのかをみたくて、 まずは拡散方程式の基本解p(x,t)=(1/√4πDt)*EXP(-x^2/4Dt)をt=0-0.1(0.01間隔),x=0.1-1(0.1間隔)で計算してみたところ、時間経過とともに拡散するグラフがかけました。 次に移流を追加してみようと、移流方程式の基本解を調べてみたもののよくわからず、 移流の式?p(x,t)=x+tをp(x,t)=(1/√4πDt)*EXP(-x^2/4Dt)に加えてみましたが、全然うまく行きません。 そして、差分法の近似解で二つを足して求めてみましたがこれもうまくいきません。 移流によってピークがどんどん深い方向に現れるはずなのですが、ピークの深度が変わりません。 直接足せばいいというわけではないのですか? (p(x,t)=(1/√4πDt)*EXP(-x^2/4Dt)+x+t とか) どなたかエクセルで移流拡散方程式を計算できる方法を教えていただけないでしょうか。 知りたいのはp(x,t)(ある時間、ある深度における化学量)です。 また、私はtを年単位(1年、2年・・・)で計算したいのですが、tを1間隔でやるとすごい数になってしまいます。 tはどうやって設定すればよいのでしょうか。 大変恐縮ですが、お力をお貸しいただければ幸いです。

  • 波の式、Y=Asin2π(t/T-x/λ)について

    高校物理からの質問です。 波の単元で、波の式、Y=Asin2π(t/T-x/λ)がありますが、これは「ある時刻、ある位置xにおける変移Y」を表す式だと理解しています。しかし、疑問点が二つあります。 1.時刻t=0、位置x=0における変移Yは、どのような波でも0になってしまうのでは? 2.振幅、周期、波長の情報さえあれば、それらを上記の式に代入して、すぐに波の式が得られるわけではないのか?(ある問題でそのように解いたら間違いました。) 以上、宜しくお願いします。

  • 偏微分方程式の分離解法について

    流体の数値計算の分離解法について 移流方程式∂f/∂t+∂f/∂x=Gを分離解法で解くときに、便宜上、①∂f/∂t=Gと➁∂f/∂t+∂f/∂x=0の二段階で計算する方法があるそうですが、なぜ①と➁に分けられるのか教えて頂けないでしょうか。

  • 拡散方程式の数値計算(有限差分法)による解き方

    下記の拡散方程式を数値計算(有限差分法)で解き方について教えてください。 拡散方程式 D∂^2C(x,y,t)/∂x^2+u∂C(x,y,t)/∂x=∂C(x,y,t)/∂t 境界条件 D∂C(x,y,t)/∂x=(K/β-u)×C(x,y,t)-KC'(y,t) at x=0 初期条件 C(x,y,0)=Co at t=0 質量保存則 ∂C'(y,t)/∂y=4/vd(K/β×C(0,y,t)-KC'(y,t) ) ---------------------------------------------------------- また、可能であれば、有限差分法以外にも数値解法(有限要素法、有限体積法など)があると思いますが、拡散方程式を解く場合、どの解法が一般的に適しているのか教えてください! よろしくお願い申し上げます。

  • 常微分方程式の数値計算

    実験で常微分方程式の数値計算をしました y'(x)=2xy,y(0)=1.0(解はy=ex2)←eのx二乗の微分方程式できざみ幅h=0.1、区間〔0,2〕の条件で オイラー法と改良オイラー法とルンゲクッタ法を使って 表計算ソフトを使って求めよとあるのですが、 表計算で近似値のy座標とか Δt後のxの変化分K1とか求めるのですが、全然意味がわからなくて、 何かいい方法はないでしょうか?

  • f(x)=0の近次解を求める数値計算について 

    方程式 f(x)=0  の近次解を求める数値計算に関する質問です。 代表的な計算方法には二分法、はさみうち法、ニュートン法、逐次代入法 などがあるようですが、 f(x)が以下のような関数であるときどのように近似解を求めたらよいでしょうか? (1)  f(x)はどのxに対しても常にf(x)≧0となるような関数 (2)  f(x)=0 となるxはただ一つだけである (2)  f(x)は非常に複雑な関数でf(x)を微分するのは困難 趣味で行っている3Dのモデリングに関するプログラム中に必要になった関数で、 このような関数に対し、二分法をベースにしたプログラムをつくってみましたが、 非常にだらだらとしたアルゴリズムでなっとくできません。 この関数に適したよいを御存知の方おられましたら御回答くださいませ。 またもしf(x)が  (4)  f(x)= |2x+3| のように f(x)が0になるまでは単調減少で、0になってからは単調増加である という条件がさらに加わった場合どうなるかについてもご解答いただけると助かります。

  • <Mathematica>微分方程式の計算結果をファイルに出力する方法?

    はじめまして. 現在,微分方程式をMathematicaで解いています. NDSolveを使ったあとにPlotすることで,例えば,振り子運動の時刻暦波形のようなものを画面上に出力する方法はわかるのですが,その時刻暦波形を生成したと思われるt,x(t)の組みがファイルに書き出せません. どのようにすればt,x(t)の組みをファイルに書き出せるのでしょうか? 要するに,微分方程式を解いた結果の t,x(t)の組み をファイルに書き出そうとしています.他のグラフソフトに読み込むためです. ご存知の方がいましたら,ご教授ください.お願いします.

  • 大学物理の問題が助けてください><

    滑らかな水平面上で、原点0から初速度V0 で質量mの質点が投げだされた。 質点には速度に比例する空気貞子(比例定数 K>0)が動く。投げ出され運動する方向をX軸として、以下の問を答えよ。 1 t秒後の速度(x方向)を v(t)として 、運動方程式を作れ。 2 運動方程式を解いてv(t) を求める。 3 t秒間 の移動距離 (t秒後の位置)x(t) を求める。 4 質点が静止するまでの移動距離を求める。 詳しくの答えるが欲しいです。

  • Mathematical existence の意味・日本語訳を教えて

    Mathematical existence の意味・日本語訳を教えてください。 英和辞典などで調べてみましたが、出てきませんでした。 出所は多孔質媒体中の溶質移動式(移流分散方程式)についての論文の以下の一文です。 "It is evident htat the complete validation of the use of a microscopic approach to the foundations of solute transport theory will require no less than the proof of the mathematical existence of the functions c(t,x) and v(t,x) in equation of solute transport in porous media" 訳としては、『溶質移動の理論を導出するにあたって用いる巨視的なアプローチに妥当性を求める場合、多孔質媒体中の溶質移動式(要は移流分散方程式です)中の関数c(t,x)とv(t,x)の"mathematical existence"の確証こそが必要となる。』といったところです。

専門家に質問してみよう