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 ،تأخذ شروط حدود ديريشليه على الفترة [ a , b ] الشكل التالي حيث α و β أرقام معطاة.
معادلة تفاضلية جزئية
على سبيل المثال، بالنسبة لمعادلة تفاضلية جزئية ،أينيرمز إلى مؤثر لابلاس ، وتأخذ شروط ديريشليه الحدية على نطاق Ω ⊂ R n الشكل التالي: حيث f دالة معروفة معرفة على الحدود ∂Ω .
التطبيقات
على سبيل المثال، تُعتبر الشروط التالية شروطًا حدودية من نوع ديريشليه:
- في الهندسة الميكانيكية والهندسة المدنية ( نظرية العوارض )، حيث يتم تثبيت أحد طرفي العارضة في موضع ثابت في الفضاء.
- في نقل الحرارة ، حيث يتم تثبيت درجة حرارة السطح.
- في علم الكهرباء الساكنة ، حيث يتم تثبيت جهد ثابت عند عقدة الدائرة.
- في ديناميكا الموائع ، ينص شرط عدم الانزلاق للموائع اللزجة على أنه عند الحدود الصلبة، ستكون سرعة المائع صفرًا بالنسبة للحدود.
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
- ↑ 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 .
- ↑ 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.
- الشروط الحدية
