Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное
учреждение Высшего профессионального
образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Отчёт
по лабораторной работе № 4
«ЧИСЛЕННОЕ
РЕШЕНИЕ СМЕШАННОЙ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ ДЛЯ
ВОЛНОВОГО УРАВНЕНИЯ»
|
Программа/
Результат
|
Теоретический
материал
|
Оценка
|
|
|
|
|
Группа:
Ф6-0
Курс:
Численные методы
Выполнила:
Преподаватель:
Рябов Павел Николаевич
Москва
2012 год
1. Полная
постановка задачи:



2. График
точного решения
для различных моментов времени
:

3. Результаты,
полученные при выполнении лабораторной
работы:
|
Узлы
пространственной сетки,

|
Численное
решение
задачи в узлах сетки в момент времени

|
Точное
решение задачи в узлах сетки,

|
Модуль
разности между точным и приближённым
решением в узлах сетки,

|
|
Аппроксимация
1 порядка
|
Аппроксимация
2 порядка
|
Аппроксимация
1 порядка
|
Аппроксимация
2 порядка
|
|
0.0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
|
|
0.27141030
|
|
0.28818423
|
|
0.30990301
|
|
0.33657044
|
|
0.36818983
|
|
0.40476401
|
|
0.44629773
|
|
0.49279274
|
|
0.54425044
|
|
0.60067450
|
|
0.66206881
|
|
0.72844131
|
|
0.79987093
|
|
0.87677764
|
|
0.95995231
|
|
1.04911376
|
|
1.14267766
|
|
1.24104200
|
|
1.34463318
|
|
1.45296217
|
|
1.56630455
|
|
|
0.271410298
|
|
0.288184230
|
|
0.309903011
|
|
0.336570440
|
|
0.368189829
|
|
0.404764009
|
|
0.446297732
|
|
0.492792740
|
|
0.544250435
|
|
0.600674496
|
|
0.662068810
|
|
0.728436545
|
|
0.799780532
|
|
0.876103515
|
|
0.957408197
|
|
1.043697247
|
|
1.134973303
|
|
1.231238981
|
|
1.332496875
|
|
1.438749563
|
|
1.549999612
|
|
|
0.2714102976
|
|
0.2881830507
|
|
0.3099008765
|
|
0.3365672468
|
|
0.3681855295
|
|
0.4047589980
|
|
0.4462908383
|
|
0.4927841571
|
|
0.5442419887
|
|
0.6006673013
|
|
0.6620630036
|
|
0.7284319508
|
|
0.7997769500
|
|
0.8761007660
|
|
0.9574061263
|
|
1.0436957260
|
|
1.1349722330
|
|
1.2312382928
|
|
1.3324965327
|
|
1.4387495667
|
|
1.5500000000
|
|
|
0.00E+00
|
|
1.20E-06
|
|
2.10E-06
|
|
3.20E-06
|
|
4.30E-06
|
|
5.00E-06
|
|
6.90E-06
|
|
8.60E-06
|
|
8.40E-06
|
|
7.20E-06
|
|
5.80E-06
|
|
9.40E-06
|
|
9.40E-05
|
|
6.80E-04
|
|
2.50E-03
|
|
5.40E-03
|
|
7.70E-03
|
|
9.80E-03
|
|
1.20E-02
|
|
1.40E-02
|
|
1.60E-02
|
|
|
0.0E+00
|
|
1.2E-06
|
|
2.1E-06
|
|
3.2E-06
|
|
4.3E-06
|
|
5.0E-06
|
|
6.9E-06
|
|
8.6E-06
|
|
8.4E-06
|
|
7.2E-06
|
|
5.8E-06
|
|
4.6E-06
|
|
3.6E-06
|
|
2.7E-06
|
|
2.1E-06
|
|
1.5E-06
|
|
1.1E-06
|
|
6.9E-07
|
|
3.4E-07
|
|
4.0E-09
|
|
3.9E-07
|
|
|
|
Максимальный
модуль разности
при
t
= 0.5
|
1.6e-2
|
8.6e-6
|

|
Узлы
пространственной сетки,

|
Численное
решение
задачи в узлах сетки в момент времени

|
Точное
решение задачи в узлах сетки,

|
Модуль
разности между точным и приближенным
решением в узлах сетки,

|
|
Аппроксимация
1 порядка
|
Аппроксимация
2 порядка
|
Аппроксимация
1 порядка
|
Аппроксимация
2 порядка
|
|
0.0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
|
|
0.476401224
|
|
0.507536766
|
|
0.543236008
|
|
0.583540042
|
|
0.628490659
|
|
0.678157415
|
|
0.732742394
|
|
0.792724598
|
|
0.858634925
|
|
0.930141611
|
|
1.005999703
|
|
1.086117585
|
|
1.171509421
|
|
1.261680616
|
|
1.356427491
|
|
1.456323765
|
|
1.560877835
|
|
1.670430422
|
|
1.784847977
|
|
1.904196403
|
|
2.028484295
|
|
|
0.47640122
|
|
0.50753677
|
|
0.54323600
|
|
0.58353970
|
|
0.62848508
|
|
0.67810519
|
|
0.73243123
|
|
0.79149083
|
|
0.85531014
|
|
0.92391397
|
|
0.99732376
|
|
1.07556147
|
|
1.15864829
|
|
1.24660195
|
|
1.33943940
|
|
1.43717848
|
|
1.53983699
|
|
1.64743189
|
|
1.75997944
|
|
1.87749549
|
|
1.99999573
|
|
|
0.476401224
|
|
0.507535968
|
|
0.543234661
|
|
0.583538114
|
|
0.628483154
|
|
0.678103226
|
|
0.732428896
|
|
0.791488272
|
|
0.855307346
|
|
0.923910298
|
|
0.997319745
|
|
1.075556964
|
|
1.158642079
|
|
1.246594232
|
|
1.339431727
|
|
1.437172169
|
|
1.539832579
|
|
1.647429509
|
|
1.759979143
|
|
1.877497395
|
|
2.000000000
|
|
|
0.00E+00
|
|
8.00E-07
|
|
1.30E-06
|
|
1.90E-06
|
|
7.50E-06
|
|
5.40E-05
|
|
3.10E-04
|
|
1.20E-03
|
|
3.30E-03
|
|
6.20E-03
|
|
8.70E-03
|
|
1.10E-02
|
|
1.30E-02
|
|
1.50E-02
|
|
1.70E-02
|
|
1.90E-02
|
|
2.10E-02
|
|
2.30E-02
|
|
2.50E-02
|
|
2.70E-02
|
|
2.80E-02
|
|
|
0.00E+00
|
|
8.00E-07
|
|
1.30E-06
|
|
1.60E-06
|
|
1.90E-06
|
|
2.00E-06
|
|
2.30E-06
|
|
2.60E-06
|
|
2.80E-06
|
|
3.70E-06
|
|
4.00E-06
|
|
4.50E-06
|
|
6.20E-06
|
|
7.70E-06
|
|
7.70E-06
|
|
6.30E-06
|
|
4.40E-06
|
|
2.40E-06
|
|
2.90E-07
|
|
1.90E-06
|
|
4.30E-06
|
|
|
|
Максимальный
модуль разности
при
t
= 1.0
|
2.8e-2
|
7.7e-6
|

|
Узлы
пространственной сетки,

|
Численное
решение
задачи в узлах сетки в момент времени

|
Точное
решение задачи в узлах сетки,

|
Модуль
разности между точным и приближенным
решением в узлах сетки,

|
|
Аппроксимация
1 порядка
|
Аппроксимация
2 порядка
|
Аппроксимация
1 порядка
|
Аппроксимация
2 порядка
|
|
0.0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
|
|
0.6519
|
|
0.7124
|
|
0.7751
|
|
0.8401
|
|
0.9074
|
|
0.9779
|
|
1.0525
|
|
1.1305
|
|
1.2124
|
|
1.2986
|
|
1.3887
|
|
1.4832
|
|
1.5822
|
|
1.6854
|
|
1.7934
|
|
1.9059
|
|
2.0231
|
|
2.1451
|
|
2.2718
|
|
2.4034
|
|
2.5399
|
|
|
0.651938
|
|
0.709435
|
|
0.769021
|
|
0.831236
|
|
0.896485
|
|
0.965081
|
|
1.037274
|
|
1.113266
|
|
1.193226
|
|
1.277295
|
|
1.365595
|
|
1.458232
|
|
1.555299
|
|
1.656879
|
|
1.763047
|
|
1.873872
|
|
1.989419
|
|
2.109745
|
|
2.234910
|
|
2.364968
|
|
2.499971
|
|
|
0.651938
|
|
0.709445
|
|
0.769035
|
|
0.831251
|
|
0.896499
|
|
0.965094
|
|
1.037285
|
|
1.113276
|
|
1.193235
|
|
1.277303
|
|
1.365603
|
|
1.458240
|
|
1.555307
|
|
1.656888
|
|
1.763057
|
|
1.873884
|
|
1.989432
|
|
2.109761
|
|
2.234930
|
|
2.364991
|
|
2.500000
|
|
|
0.00E+00
|
|
2.90E-03
|
|
6.10E-03
|
|
8.90E-03
|
|
1.10E-02
|
|
1.30E-02
|
|
1.50E-02
|
|
1.70E-02
|
|
1.90E-02
|
|
2.10E-02
|
|
2.30E-02
|
|
2.50E-02
|
|
2.70E-02
|
|
2.90E-02
|
|
3.00E-02
|
|
3.20E-02
|
|
3.40E-02
|
|
3.50E-02
|
|
3.70E-02
|
|
3.80E-02
|
|
4.00E-02
|
|
|
0.0E+00
|
|
1.1E-05
|
|
1.4E-05
|
|
1.5E-05
|
|
1.4E-05
|
|
1.3E-05
|
|
1.1E-05
|
|
1.0E-05
|
|
9.1E-06
|
|
8.4E-06
|
|
7.9E-06
|
|
8.1E-06
|
|
8.2E-06
|
|
8.8E-06
|
|
1.0E-05
|
|
1.1E-05
|
|
1.3E-05
|
|
1.6E-05
|
|
1.9E-05
|
|
2.3E-05
|
|
2.9E-05
|
|
|
|
Максимальный
модуль разности
при
t
= 1.5
|
4.0e-2
|
2.9e-5
|