菲克定律是指在不依托宏观的夹杂作用发作的传质征象时,形貌份子散布过程当中传质通量与浓度梯度之间关联的定律。菲克定律是阿道夫·菲克(Adolf Fick)于1855年提出。
由菲克第二定律能够获得动态散布的偏微分方程。求解能够获得浓度散布和流出曲线。
不肯定这个题目有无剖析解,不过数值求解是一种较为通用的解决方法。
fipy是现在难过的还在世的PDE求解python包,作者依据官方示例改写本顺序。
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题目
一个二维平板,顶端1摄氏度(100也能够,只是一个系数),别的三个边沿0摄氏度,初始时候全部板子都是0摄氏度,随之时候的推动,热量在板子上通报,末了到达平衡态,我们不仅愿望晓得平衡态的温度散布,也愿望晓得温度随时候是如何变化的。热量的通报由微分方程给出,能够简朴地理解为热量根据温度下降最快的方向举行通报。
公式右侧是温度的梯度,左侧是温度随时候的变化
末了全部板子的温度散布大抵显现如何
只要一个包须要导入
import fipy as fp
肯定求解地区,一个20*20的格点
#求解地区nx = 20ny = 20dx = 1.dy = dxL = dx * nxmesh = fp.Grid2D(dx=dx, dy=dy, nx=nx, ny=ny)
phi = fp.CellVariable(name = "solution variable", mesh = mesh, value = 0.)
建立微分方程
设立边界条件
建立绘图
求解
发起在命令行内里运转,命令行内里能够获得动图,ipython内里只要末了一张图
spyder的ipython内里只要末了的一张图片
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