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iMitsuha

新虫 (初入文坛)

[求助] Matlab求解非线性偏微分方程组 已有1人参与

CODE:
Matlab求解非线性偏微分方程组

在课题研究中建立了一个非线性偏微分方程组,用Matlab中pdepe函数求解时,无法求出结果,Matlab一直正忙,我不是数学专业的,一直找不出问题,恳请各位指导一下。谢谢!

程序如下
function pdexx11
m = 0;
x = linspace(0,0.02,3);
t = linspace(0,1,3);
sol = pdepe(m,@pdefun,@icfun,@bcfun,x,t);
u1 = sol(:,:,1);
u2 = sol(:,:,2);
u3 = sol(:,:,3);

figure;

surf(x,t,u1)

title('u1(x,t)')

xlabel('Distance x')

ylabel('Time t')

figure;

surf(x,t,u2)

title('u2(x,t)')

xlabel('Distance x')

ylabel('Time t')

figure;

surf(x,t,u3)

title('u3(x,t)')

xlabel('Distance x')

ylabel('Time t')

function [ c,f,s ] = pdefun( x,t,u,DuDx )
c = [1;1;1];
f = [1.25e-9;
     1.828e-9;
     1.856e-9].*DuDx+[0.59*u(1);0.59*u(2);0.59*u(3)];
s = [-1.03e-4/60*1.9*((u(1)*u(2)*u(3)/(5.51e-14))^(1/3)-1);
     -1.03e-4/60*1.9*((u(1)*u(2)*u(3)/(5.51e-14))^(1/3)-1);
     -1.03e-4/60*1.9*((u(1)*u(2)*u(3)/(5.51e-14))^(1/3)-1)];

function u0 = icfun(x)
u0 = [0;0;0];

function [ pl,ql,pr,qr ] = bcfun( xl,ul,xr,ur,t )
pl = [ul(1)-0.0493;
      ul(2)-0.07142;
      ul(3)-0.0387];
ql = [0;0;0];
pr = [ur(1)-0.0106;ur(2)-0.03272;ur(3)];
qr = [0;0;0];
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ysh1990

新虫 (小有名气)

你先把该合并的项合并了,该化简的常数化简了,再试试吧。比如K_sp值很小,做了除数,又开方,让程序算很容易挂掉,你该把它提出来,和k Ac合并起来算。再比如D的量级是10的-9次方,后面系数量级为1,你可以先把空间偏导项忽略试试

发自小木虫Android客户端
2楼2019-03-01 20:18:56
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ysh1990

新虫 (小有名气)

哦,没注意你的初边值条件。那D项不能忽略,如果不好解就把D量级从大往小调一下,先排除程序的问题。

发自小木虫Android客户端
3楼2019-03-01 20:25:27
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ofwhy

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

可能公式推导有错误,如果按照你导出的公式计算,会计算出虚值,然后不停的死循环。如将pu3/pt的最后k*Ac前面的负号改为正号则有解。从你的边界条件来看,似乎这个分量也应该跟其他两个应该是不一样的。
function [ output_args ] = PDEs1( input_args )
m=0;
x=linspace(0,0.02,3);
t=linspace(0,1,3);
sol=pdepe(m,@pdes1pde,@pdes1ic,@pdes1bc,x,t);
u1=sol(:,:,1);
u2=sol(:,:,2);
u3=sol(:,:,3);

figure
surf(x,t,u1)
title('u1(x,t)')
xlabel('Distance x')
ylabel('Time t')

figure
surf(x,t,u2)
title('u2(x,t)')
xlabel('Distance x')
ylabel('Time t')

figure
surf(x,t,u3)
title('u3(x,t)')
xlabel('Distance x')
ylabel('Time t')

    function[c,f,s]=pdes1pde(x,t,u,DuDx)
        c=[1;1;1];
        D1=1.25*10^(-9);
        D2=1.838*10^(-9);
        D3=1.856*10^(-9);
        V=0.59;
        k=1.03*10^(-4)/60;
        Ac=1.9;
        Ksp=5.51*10^(-14);
        f=[D1/(1+V);D2/(1+V);D3/(1+V)].*DuDx;
        s=[-k*Ac/(1+V)*((u(1)*u(2)*u(3)/Ksp)^(1/3)-1);-k*Ac/(1+V)*((u(1)*u(2)*u(3)/Ksp)^(1/3)-1);k*Ac/(1+V)*((u(1)*u(2)*u(3)/Ksp)^(1/3)-1);];
    end
    function u0 = pdes1ic(x)
        u0 = [0;0;0];
    end
    function [pl,ql,pr,qr] = pdes1bc(xl,ul,xr,ur,t)
        pl = [ul(1)-0.0493; ul(2)-0.07142;ul(3)-0.0387];
        ql = [0;0;0];
        pr = [ur(1)-0.0106;ur(2)-0.03272;ur(3)];
        qr = [0;0;0];
    end
        
end
4楼2019-03-31 12:08:01
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