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Solução numérica de equações diferenciais parciais hiperbólicas usando MATLAB
Última alteração: 2021-10-19
Resumo
Equações diferenciais parciais são fundamentais para a modelagem de fenômenos naturais; eles surgem em todos os campos da ciência. Consequentemente, o desejo de compreender as soluções dessas equações sempre teve um lugar de destaque nos esforços dos matemáticos. Tal teoria tem inspirado áreas tão diversas da Matemática como por exemplo, análise complexa, análise funcional e topologia algébrica, álgebra, topologia, dentre outras, de modo que, as equações diferenciais parciais são consideradas uma área central da matemática (RENARDY; ROGERS, 2006, p. vii). O objetivo deste trabalho é resolver numericamente um caso particular de equação diferencial parcial chamada equação hiperbólica unidimensional recorrendo ao software MATLABr em um domínio limitado (0, ℓ) com condições de contorno Dirichlet. Esta equação descreve muitos tipos de ondas elásticas e eletromagnéticas. Para obter a solvabilidade deste tipo de equação, empregaremos o método apresentado em (BURDEN; FAIRES, 2016, p. 829). Tal procedimento é baseado na construção de uma malha empregando o método das diferenças finitas obtendo um sistema linear cujas soluções são as soluções aproximadas da equação diferencial hiperbólica considerada. Além disso, foi elaborado um eficiente código que fornece além das soluções numéricas, é exibido o gráfico com tais soluções, ambos obtidos pelo MATLABr online.
Palavras-chave
Soluções numéricas; equações hiperbólicas; análise gráfica; MATLAB.
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