Articulo de referencia

condición de contorno de Dirichlet

En matemáticas, la condición de contorno de Dirichlet se impone a una ecuación diferencial ordinaria o parcial , de modo que los valores que toma la solución en el límite del do...

En matemáticas, la condición de contorno de Dirichlet se impone a una ecuación diferencial ordinaria o parcial , de modo que los valores que toma la solución en el límite del dominio quedan fijos. El problema de encontrar soluciones a dichas ecuaciones se conoce como el problema de Dirichlet . En ciencias e ingeniería, una condición de contorno de Dirichlet también puede denominarse condición de contorno fija o condición de contorno de primer tipo . Recibe su nombre de Peter Gustav Lejeune Dirichlet (1805-1859). [ 1 ]

En el análisis de elementos finitos , la condición de contorno esencial o de Dirichlet se define mediante la forma integral ponderada de una ecuación diferencial. [ 2 ] La incógnita dependiente u, que tiene la misma forma que la función de ponderación w que aparece en la expresión de contorno, se denomina variable primaria , y su especificación constituye la condición de contorno esencial o de Dirichlet.

Ejemplos

ODA

Para una ecuación diferencial ordinaria , por ejemplo,y+y=0,{\displaystyle y''+y=0,}Las condiciones de contorno de Dirichlet en el intervalo [ a , b ] toman la forma y(a)=α,y(b)=β,{\displaystyle y(a)=\alpha ,\quad y(b)=\beta ,} donde α y β son números dados.

PDE

Para una ecuación diferencial parcial , por ejemplo,2y+y=0,{\displaystyle \nabla ^{2}y+y=0,}dónde2{\displaystyle \nabla ^{2}}denota el operador de Laplace , las condiciones de contorno de Dirichlet en un dominio Ω ⊂ R n toman la forma y(incógnita)=F(incógnita)incógnitaΩ,{\displaystyle y(x)=f(x)\quad \forall x\in \partial \Omega ,} donde f es una función conocida definida en el límite ∂Ω .

Aplicaciones

Por ejemplo, las siguientes se considerarían condiciones de contorno de Dirichlet:

Otras condiciones de contorno

Son posibles muchas otras condiciones de contorno, incluyendo la condición de contorno de Cauchy y la condición de contorno mixta . Esta última es una combinación de las condiciones de Dirichlet y Neumann .

Véase también

Referencias

  1. Cheng, A.; Cheng, DT (2005). "Patrimonio e historia temprana del método de elementos de contorno". Engineering Analysis with Boundary Elements . 29 (3): 268– 302. doi : 10.1016/j.enganabound.2004.12.001 .
  2. Reddy, JN (2009). «Ecuaciones diferenciales de segundo orden en una dimensión: Modelos de elementos finitos». Introducción al método de elementos finitos (3.ª ed.). Boston: McGraw-Hill. pág. 110. ISBN   978-0-07-126761-8.