شرط حدود ديريشليه

في الرياضيات، يُفرض شرط ديريشليه الحدودي على معادلة تفاضلية عادية أو جزئية ، بحيث تكون قيم الحل على طول حدود المجال ثابتة. وتُعرف مسألة إيجاد حلول لهذه المعادلات بمسألة ديريشليه . في العلوم والهندسة، يُشار إلى شرط ديريشليه الحدودي أيضًا بشرط الحدود الثابتة أو شرط الحدود من النوع الأول . وقد سُمي هذا الشرط نسبةً إلى بيتر غوستاف ليجون ديريشليه (1805-1859). [ 1 ]

في تحليل العناصر المحدودة ، يُعرَّف شرط الحدود الأساسي أو شرط ديريشليه بصيغة التكامل الموزون لمعادلة تفاضلية. [ 2 ] يُطلق على المجهول التابع u، الذي يظهر بنفس صيغة دالة الوزن w في تعبير الحدود، اسم المتغير الأساسي ، ويُشكّل تحديده شرط الحدود الأساسي أو شرط ديريشليه.

أمثلة

معادلة تفاضلية

على سبيل المثال، بالنسبة للمعادلة التفاضلية العادية ،y"+y=0،{\displaystyle y''+y=0,}تأخذ شروط حدود ديريشليه على الفترة [ a , b ] الشكل التالي y(أ)=α،y(ب)=β،{\displaystyle y(a)=\alpha ,\quad y(b)=\beta ,} حيث α و β أرقام معطاة.

معادلة تفاضلية جزئية

على سبيل المثال، بالنسبة لمعادلة تفاضلية جزئية ،2y+y=0،{\displaystyle \nabla ^{2}y+y=0,}أين2{\displaystyle \nabla ^{2}}يرمز إلى مؤثر لابلاس ، وتأخذ شروط ديريشليه الحدية على نطاق Ω ⊂ R n الشكل التالي: y(x)=و(x)xΩ،{\displaystyle y(x)=f(x)\quad \forall x\in \partial \Omega ,} حيث f دالة معروفة معرفة على الحدود ∂Ω .

التطبيقات

على سبيل المثال، تُعتبر الشروط التالية شروطًا حدودية من نوع ديريشليه:

شروط حدودية أخرى

توجد العديد من الشروط الحدية الأخرى الممكنة، بما في ذلك شرط كوشي الحدي والشرط الحدي المختلط . ويمثل الأخير مزيجًا من شرطي ديريشليه ونيومان .

انظر أيضاً

مراجع

  1. تشنغ، أ.؛ تشنغ، د.ت. (2005). "تراث وتاريخ مبكر لطريقة العناصر الحدية". التحليل الهندسي باستخدام العناصر الحدية . 29 (3): 268-302 . doi : 10.1016/j.enganabound.2004.12.001 .
  2. ريدي، جيه إن (2009). "المعادلات التفاضلية من الرتبة الثانية في بُعد واحد: نماذج العناصر المحدودة". مقدمة في طريقة العناصر المحدودة ( الطبعة الثالثة). بوسطن: ماكجرو هيل. ص 110. ISBN   978-0-07-126761-8.