第二百四十九章 柯西邊界條件(變分法)
柯西在學(xué)生時(shí)代,有個(gè)綽號(hào)叫『苦瓜』,因?yàn)樗匠O褚活w苦瓜一樣,靜靜地不說(shuō)話,如果說(shuō)了什么,也很簡(jiǎn)短,令人摸不著頭緒,和這種人溝通,是很痛苦的??挛鞯纳磉厸](méi)有朋友,只有一群妒嫉他聰明的人。當(dāng)時(shí)法國(guó)正在流行社會(huì)哲學(xué),柯西工作之余??吹臅?shū),卻是拉格朗日(Joseph Louis Lagrance,1736-1813)的數(shù)學(xué)書(shū)。
就像八零后中國(guó)人喜歡金庸一樣,柯西喜歡靈修書(shū)籍《效法基督》。
這使他贏得另一個(gè)外號(hào)『腦筋劈哩啪啦叫的人』,意即神經(jīng)病。
柯西的母親聽(tīng)到了傳言,就寫(xiě)信問(wèn)他實(shí)情。柯西回信道:『如果基督徒會(huì)變成精神病人,那瘋?cè)嗽涸缇捅徽軐W(xué)家充滿了。親愛(ài)的母親,您的孩子像原野上的風(fēng)車,數(shù)學(xué)和信仰就是他的雙翼一樣,當(dāng)風(fēng)吹來(lái)的時(shí)候,風(fēng)車就會(huì)平衡地旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生幫助別人的動(dòng)力?!?p> 1816年,柯西回到巴黎,擔(dān)任母校的數(shù)學(xué)教授,柯西自己寫(xiě)道:『我像是找到自己河道的鮭魚(yú)一般地興奮。』不久他就結(jié)婚,幸福的婚姻生活,有助于他與別人溝通的能力。
此刻柯西十分高興,因?yàn)椋氐桨屠璧哪感W鼋淌诹恕?p> 原來(lái)的柯西十分發(fā)愁自己的畢業(yè),覺(jué)得坐任何一個(gè)職業(yè)都不合適,為此都把自己愁得抑郁了。
而回到母校的事情原來(lái)沒(méi)有多想,只是空想自己能爬到多高多高,沒(méi)有任何方向。因?yàn)樾〉臅r(shí)候年輕,并不知道社會(huì)的疾苦,所以到了快畢業(yè)發(fā)愁起來(lái)了。
時(shí)而能看到母校老師在學(xué)校里清閑的工作,讓他覺(jué)得當(dāng)個(gè)在校老師也是不錯(cuò)的。
終于他的成績(jī)被母校任何,可以在母校任職了,他感覺(jué)自己找到了歸宿。
柯西邊界條件是強(qiáng)加在常微分方程或偏微分方程的邊界條件,而邊界條件則是其方程的解都要符合在邊界的給定條件。
一組柯西邊界條件通常包含在邊界的函數(shù)值及導(dǎo)數(shù),這相當(dāng)于給定狄利克雷邊界條件和諾伊曼邊界條件??挛鬟吔鐥l件的名字是紀(jì)念19世紀(jì)的著名數(shù)學(xué)家-柯西。
邊值問(wèn)題中的邊界條件的形式多種多樣,
在端點(diǎn)處大體上可以寫(xiě)成這樣的形式,Ay+By'=C。
若B=0,A≠0,則稱為第一類邊界條件或狄里克萊(Dirichlet)條件。
若B≠0,A=0,稱為第二類邊界條件或諾依曼(Neumann)條件。
若A≠0,B≠0,則稱為第三類邊界條件或洛平(Robin)條件。
總體來(lái)說(shuō),
第一類邊界條件:給出未知函數(shù)在邊界上的數(shù)值。
第二類邊界條件:給出未知函數(shù)在邊界外法線的方向?qū)?shù)。
第三類邊界條件:給出未知函數(shù)在邊界上的函數(shù)值和外法線的方向?qū)?shù)的線性組合。
普通導(dǎo)熱問(wèn)題計(jì)算,規(guī)定單元一條邊界上只能有一種邊界條件,事實(shí)上,對(duì)異性截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu),與外界發(fā)生復(fù)雜能量交換,其邊界條件復(fù)雜,不能用一種簡(jiǎn)單邊界條件來(lái)描述。
分析各種能量交換途徑,主要的是有兩種,分別是:日照輻射屬于第二類邊界條件,對(duì)流換熱屬于第三類邊界條件。這兩類邊界條件在單元邊界上同時(shí)存在,程序計(jì)算時(shí)不能套有通常第一至三類邊界條件公式,稱之為混合邊界條件。