Чисельні методи рішення рівняння Лапласа

 

Мета: вивчити запропонований чисельний метод рішення рівняння Лапласа, та навчитись коректно використовувати програмні пакети для вирішення поставлених задач.

 

Задано квадрат 4*4 з початком координат у лівому нижньому куті і сторонами рівнобіжними координатним осям. На квадрат нанесена сітка розподілів із кроком по осях H=K=1. Вузли сітки, що лежать на сторонах (але не у вершинах), позначені в порядку обходу їх "проти годинникової стрілки", починаючи з нижньої сторони, A,B,C,D,...,J,K,L.

Необхідно скласти різницеву систему рівнянь для рішення рівняння Лапласа у внутрішніх вузлах сітки, за умови, що значення функції в граничних вузлах A,B,C,...,J,K,L задані. Різницеву систему вирішити методом Зейделя з абсолютною погрішністю не більш 0.001

Варіант Межові умови

A B C D E F G H I J K L

1 2 5 10 17 15 11 -2 -7 -10 -5 -1 1

2 2 5 10 18 17 14 2 -3 -6 -2 1 2

3 2 5 10 19 19 17 6 1 -2 1 3 3

4 2 5 10 20 21 20 10 5 2 4 5 4

5 2 5 10 21 23 23 14 9 6 7 7 5

6 2 5 10 22 25 26 18 13 10 10 9 6

7 2 5 10 23 27 29 22 17 14 13 11 7

8 2 5 10 24 29 32 26 21 18 16 13 8

9 2 5 10 25 31 35 30 25 22 19 15 9

10 3 7 13 20 17 12 -3 -9 -13 -8 -3 0

11 3 7 13 21 19 15 1 -5 -9 -5 -1 1

12 3 7 13 22 21 18 5 -1 -5 -2 1 2

13 3 7 13 23 23 21 9 3 -1 1 3 3

14 3 7 13 24 25 24 13 7 3 4 5 4

15 3 7 13 25 27 27 17 11 7 7 7 5

16 3 7 13 26 29 30 21 15 11 10 9 6

17 3 7 13 27 31 33 25 19 15 13 11 7

18 3 7 13 28 33 36 29 23 19 16 13 8

19 3 7 13 29 35 39 33 27 23 19 15 9

20 4 9 16 24 21 16 0 -7 -12 -8 -3 0

21 4 9 16 25 23 19 4 -3 -8 -5 -1 1

22 4 9 16 26 25 22 8 1 -4 -2 1 2

23 4 9 16 27 27 25 12 5 0 1 3 3

24 4 9 16 28 29 28 16 9 4 4 5 4

25 4 9 16 29 31 31 20 13 8 7 7 5

26 2 5 10 17 15 11 -2 -7 -10 -5 -1 1

27 2 5 10 18 17 14 2 -3 -6 -2 1 2

28 2 5 10 19 19 17 6 1 -2 1 3 3

29 2 5 10 20 21 20 10 5 2 4 5 4

30 2 5 10 21 23 23 14 9 6 7 7 5

31 2 5 10 22 25 26 18 13 10 10 9 6

32 2 5 10 23 27 29 22 17 14 13 11 7

33 2 5 10 24 29 32 26 21 18 16 13 8

34 2 5 10 25 31 35 30 25 22 19 15 9

35 3 7 13 20 17 12 -3 -9 -13 -8 -3 0

36 3 7 13 21 19 15 1 -5 -9 -5 -1 1

37 3 7 13 22 21 18 5 -1 -5 -2 1 2

38 3 7 13 23 23 21 9 3 -1 1 3 3

39 3 7 13 24 25 24 13 7 3 4 5 4

40 3 7 13 25 27 27 17 11 7 7 7 5

41 3 7 13 26 29 30 21 15 11 10 9 6

42 3 7 13 27 31 33 25 19 15 13 11 7

43 3 7 13 28 33 36 29 23 19 16 13 8

44 3 7 13 29 35 39 33 27 23 19 15 9

45 4 9 16 24 21 16 0 -7 -12 -8 -3 0

46 4 9 16 25 23 19 4 -3 -8 -5 -1 1

47 4 9 16 26 25 22 8 1 -4 -2 1 2

48 4 9 16 27 27 25 12 5 0 1 3 3

49 4 9 16 28 29 28 16 9 4 4 5 4

50 4 9 16 29 31 31 20 13 8 7 7 5

51 2 5 10 17 15 11 -2 -7 -10 -5 -1 1

52 2 5 10 18 17 14 2 -3 -6 -2 1 2

53 2 5 10 19 19 17 6 1 -2 1 3 3

54 2 5 10 20 21 20 10 5 2 4 5 4

55 2 5 10 21 23 23 14 9 6 7 7 5

56 2 5 10 22 25 26 18 13 10 10 9 6

57 2 5 10 23 27 29 22 17 14 13 11 7

58 2 5 10 24 29 32 26 21 18 16 13 8

59 2 5 10 25 31 35 30 25 22 19 15 9

60 3 7 13 20 17 12 -3 -9 -13 -8 -3 0

61 3 7 13 21 19 15 1 -5 -9 -5 -1 1

62 3 7 13 22 21 18 5 -1 -5 -2 1 2

63 3 7 13 23 23 21 9 3 -1 1 3 3

64 3 7 13 24 25 24 13 7 3 4 5 4

65 3 7 13 25 27 27 17 11 7 7 7 5

66 3 7 13 26 29 30 21 15 11 10 9 6

67 3 7 13 27 31 33 25 19 15 13 11 7

68 3 7 13 28 33 36 29 23 19 16 13 8

69 3 7 13 29 35 39 33 27 23 19 15 9

70 4 9 16 24 21 16 0 -7 -12 -8 -3 0

71 4 9 16 25 23 19 4 -3 -8 -5 -1 1

72 4 9 16 26 25 22 8 1 -4 -2 1 2


Лабораторна робота № 8