Бигармоническое уравнение - Biharmonic equation - Wikipedia

В математика, то бигармоническое уравнение четвертого порядка уравнение в частных производных который возникает в областях механика сплошной среды, включая линейная эластичность теория и решение Стокса потоки. В частности, он используется при моделировании тонких структур, которые реагируют эластично внешним силам.

Обозначение

Написано как

или же

или же

куда , что является четвертой степенью дель оператор и квадрат Лапласиан оператор (или же ), известна как бигармонический оператор или билаплацианский оператор. В Декартовы координаты, это можно записать в размеры как:

Поскольку формула здесь содержит сумму индексов, многие математики предпочитают обозначение над потому что первый проясняет, какой из индексов четырех операторов набла сокращается.

Например, в трехмерном Декартовы координаты бигармоническое уравнение имеет вид

Другой пример: в п-размерный Реальное координатное пространство без происхождения ,

куда

что показывает, что для п = 3 и п = 5 Только, является решением бигармонического уравнения.

Решение бигармонического уравнения называется бигармоническая функция. Любой гармоническая функция является бигармоническим, но обратное не всегда верно.

В двухмерном полярные координаты, бигармоническое уравнение имеет вид

которое может быть решено разделением переменных. В результате Решение Michell.

2-мерное пространство

Общее решение двумерного случая:

куда , и находятся гармонические функции и это гармоническое сопряжение из .

Как только гармонические функции в 2-х переменных тесно связаны со сложными аналитические функции, то есть бигармонические функции от 2 переменных. Общий вид бигармонической функции от двух переменных также можно записать как

куда и находятся аналитические функции.

Смотрите также

Рекомендации

  • Эрик Вайсштейн, CRC Краткая энциклопедия математики, CRC Press, 2002. ISBN  1-58488-347-2.
  • С. И. Хайек, Передовые математические методы в науке и технике, Марсель Деккер, 2000. ISBN  0-8247-0466-5.
  • Дж. П. Ден Хартог (1 июля 1987 г.). Повышенная прочность материалов. Courier Dover Publications. ISBN  0-486-65407-9.

внешняя ссылка