對流方程

對流方程

對流方程是最簡單的雙曲線偏微分方程。

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正文


一維對流方程
一維對流方程的形式如下所示:
其中,ζ 代表物質的密度,α 代表物質的運動速度。此一維對流方程僅僅表示物質的運動情況,而與邊界條件或是約束條件無關。當 α 為常數時,此一維對流方程為一維常係數對流方程,當 α 不為常數時,方程為一維變係數對流方程。在不考慮邊界條件或約束條件的情況下,無論 α 是否為常數,此對流方程本身的數值解法存在固有的有限差分格式,條件是要滿足步長定律。
一維常係數對流方程的步長定律:
, 其中 為時間步長, 為空間步長。
一維常係數對流方程的固有差分格式:
或者若將變係數α在每步長內看作為常數,那麼以上結論也適合解變係數對流方程。