دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش: 2ed.
نویسندگان: Lennart Edsberg
سری:
ISBN (شابک) : 1119018447, 1641651431
ناشر: John Wiley & Sons
سال نشر: 2015
تعداد صفحات: 286
زبان: English
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود)
حجم فایل: 2 مگابایت
کلمات کلیدی مربوط به کتاب مقدمه ای بر محاسبات و مدل سازی برای معادلات دیفرانسیل: معادلات دیفرانسیل -- علوم کامپیوتر، معادلات دیفرانسیل -- مدل های ریاضی
در صورت تبدیل فایل کتاب Introduction to Computation and Modeling for Differential Equations به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب مقدمه ای بر محاسبات و مدل سازی برای معادلات دیفرانسیل نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
از ابزارهای ریاضی، عددی و برنامهنویسی برای حل معادلات دیفرانسیل برای پدیدههای فیزیکی و مسائل مهندسی استفاده میکند
مقدمهای بر محاسبات و مدلسازی معادلات دیفرانسیل، ویرایش دوم < /i> دارای اصول اساسی و کاربردهای حل مسئله در رشته هایی مانند مهندسی، فیزیک و شیمی است. نسخه دوم علم حل معادلات دیفرانسیل را با ابزارهای ریاضی، عددی و برنامه نویسی، به ویژه با روش هایی که معادلات دیفرانسیل معمولی را شامل می شود، ادغام می کند. روش های عددی برای مسائل مقدار اولیه (IVPs)؛ روش های عددی برای مسائل ارزش مرزی (BVPs)؛ معادلات دیفرانسیل جزئی (PDEs)؛ روش های عددی برای PDE های سهموی، بیضوی و هذلولی. مدلسازی ریاضی با معادلات دیفرانسیل; راه حل های عددی؛ و روشهای تفاضل محدود و اجزای محدود.
نویسنده یک رویکرد منحصربفرد "Five-M" را ارائه میکند: مدلسازی، ریاضیات، روشها، MATLAB® و Multiphysics، که درک کاملی از نحوه ایجاد و ایجاد مدلها را تسهیل میکند. به صورت ریاضی با مقیاس بندی، طبقه بندی و تقریب پیش پردازش شده و همچنین نشان می دهد که چگونه یک مسئله به صورت عددی با استفاده از روش های ریاضی مناسب حل می شود. با مثالهای متعدد در دنیای واقعی برای کمک به تجسم راهحلها، مقدمهای بر محاسبات و مدلسازی برای معادلات دیفرانسیل، ویرایش دوم شامل:
مقدمه ای بر محاسبات tion and Modeling for Differential Equations, Second Edition یک کتاب درسی مفید برای دروس مقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد در محاسبات علمی، معادلات دیفرانسیل، معادلات دیفرانسیل معمولی، معادلات دیفرانسیل جزئی و روش های عددی است. این کتاب همچنین یک راهنمای عالی برای خودآموزی برای دانشجویان ریاضیات، علوم، علوم کامپیوتر، فیزیک و مهندسی، و همچنین یک مرجع عالی برای پزشکان و مشاورانی است که از معادلات دیفرانسیل و روشهای عددی در موقعیتهای روزمره استفاده میکنند.
< p>Uses mathematical, numerical, and programming tools to solve differential equations for physical phenomena and engineering problems
Introduction to Computation and Modeling for Differential Equations, Second Edition features the essential principles and applications of problem solving across disciplines such as engineering, physics, and chemistry. The Second Edition integrates the science of solving differential equations with mathematical, numerical, and programming tools, specifically with methods involving ordinary differential equations; numerical methods for initial value problems (IVPs); numerical methods for boundary value problems (BVPs); partial differential equations (PDEs); numerical methods for parabolic, elliptic, and hyperbolic PDEs; mathematical modeling with differential equations; numerical solutions; and finite difference and finite element methods.
The author features a unique “Five-M” approach: Modeling, Mathematics, Methods, MATLAB®, and Multiphysics, which facilitates a thorough understanding of how models are created and preprocessed mathematically with scaling, classification, and approximation and also demonstrates how a problem is solved numerically using the appropriate mathematical methods. With numerous real-world examples to aid in the visualization of the solutions, Introduction to Computation and Modeling for Differential Equations, Second Edition includes:
Introduction to Computation and Modeling for Differential Equations, Second Edition is a useful textbook for upper-undergraduate and graduate-level courses in scientific computing, differential equations, ordinary differential equations, partial differential equations, and numerical methods. The book is also an excellent self-study guide for mathematics, science, computer science, physics, and engineering students, as well as an excellent reference for practitioners and consultants who use differential equations and numerical methods in everyday situations.
Content: Preface xi 1 Introduction 1 1.1 What is a Differential Equation? 1 1.2 Examples of an Ordinary and a Partial Differential Equation, 2 1.3 Numerical Analysis, a Necessity for Scientific Computing, 5 1.4 Outline of the Contents of this Book, 8 Bibliography, 10 2 Ordinary Differential Equations 11 2.1 Problem Classification, 11 2.2 Linear Systems of ODEs with Constant Coefficients, 16 2.3 Some Stability Concepts for ODEs, 19 2.3.1 Stability for a Solution Trajectory of an ODE System, 20 2.3.2 Stability for Critical Points of ODE Systems, 23 2.4 Some ODE models in Science and Engineering, 26 2.4.1 Newton s Second Law, 26 2.4.2 Hamilton s Equations, 27 2.4.3 Electrical Networks, 27 2.4.4 Chemical Kinetics, 28 2.4.5 Control Theory, 29 2.4.6 Compartment Models, 29 2.5 Some Examples From Applications, 30 Bibliography, 36 3 Numerical Methods For Initial Value Problems 37 3.1 Graphical Representation of Solutions, 38 3.2 Basic Principles of Numerical Approximation of ODEs, 40 3.3 Numerical Solution of IVPs with Euler s method, 41 3.3.1 Euler s Explicit Method: Accuracy, 43 3.3.2 Euler s Explicit Method: Improving the Accuracy, 46 3.3.3 Euler s Explicit Method: Stability, 48 3.3.4 Euler s Implicit Method, 53 3.3.5 The Trapezoidal Method, 55 3.4 Higher Order Methods for the IVP, 56 3.4.1 Runge Kutta Methods, 56 3.4.2 Linear Multistep Methods, 60 3.5 Special Methods for Special Problems, 62 3.5.1 Preserving Linear and Quadratic Invariants, 62 3.5.2 Preserving Positivity of the Numerical Solution, 64 3.5.3 Methods for Newton s Equations of Motion, 64 3.6 The Variational Equation and Parameter Fitting in IVPs, 66 Bibliography, 69 4 Numerical Methods for Boundary Value Problems 71 4.1 Applications, 73 4.2 Difference Methods for BVPs, 78 4.2.1 A Model Problem for BVPs, Dirichlet s BCs, 79 4.2.2 A Model Problem for BVPs, Mixed BCs, 83 4.2.3 Accuracy, 86 4.2.4 Spurious Solutions, 87 4.2.5 Linear Two-Point BVPs, 89 4.2.6 Nonlinear Two-Point BVPs, 91 4.2.7 The Shooting Method, 92 4.3 Ansatz Methods for BVPs, 94 4.3.1 Starting with the ODE Formulation, 95 4.3.2 Starting with the Weak Formulation, 96 4.3.3 The Finite Element Method, 100 Bibliography, 103 5 Partial Differential Equations 105 5.1 Classical PDE Problems, 106 5.2 Differential Operators Used for PDEs, 110 5.3 Some PDEs in Science and Engineering, 114 5.3.1 Navier Stokes Equations for Incompressible Flow, 114 5.3.2 Euler s Equations for Compressible Flow, 115 5.3.3 The Convection Diffusion Reaction Equations, 116 5.3.4 The Heat Equation, 117 5.3.5 The Diffusion Equation, 117 5.3.6 Maxwell s Equations for the Electromagnetic Field, 117 5.3.7 Acoustic Waves, 118 5.3.8 Schrodinger s Equation in Quantum Mechanics, 119 5.3.9 Navier s Equations in Structural Mechanics, 119 5.3.10 Black Scholes Equation in Financial Mathematics, 120 5.4 Initial and Boundary Conditions for PDEs, 121 5.5 Numerical Solution of PDEs, Some General Comments, 121 Bibliography, 122 6 Numerical Methods for Parabolic Partial Differential Equations 123 6.1 Applications, 125 6.2 An Introductory Example of Discretization, 127 6.3 The Method of Lines for Parabolic PDEs, 130 6.3.1 Solving the Test Problem with MoL, 130 6.3.2 Various Types of Boundary Conditions, 134 6.3.3 An Example of the Use of MoL for a Mixed Boundary Condition, 135 6.4 Generalizations of the Heat Equation, 136 6.4.1 The Heat Equation with Variable Conductivity, 136 6.4.2 The Convection Diffusion Reaction PDE, 138 6.4.3 The General Nonlinear Parabolic PDE, 138 6.5 Ansatz Methods for the Model Equation, 139 Bibliography, 140 7 Numerical Methods for Elliptic Partial Differential Equations 143 7.1 Applications, 145 7.2 The Finite Difference Method, 150 7.3 Discretization of a Problem with Different BCs, 154 7.4 Ansatz Methods for Elliptic PDEs, 156 7.4.1 Starting with the PDE Formulation, 156 7.4.2 Starting with the Weak Formulation, 158 7.4.3 The Finite Element Method, 159 Bibliography, 164 8 Numerical Methods for Hyperbolic PDEs 165 8.1 Applications, 171 8.2 Numerical Solution of Hyperbolic PDEs, 174 8.2.1 The Upwind Method (FTBS), 175 8.2.2 The FTFS Method, 177 8.2.3 The FTCS Method, 178 8.2.4 The Lax Friedrichs Method, 178 8.2.5 The Leap-Frog Method, 179 8.2.6 The Lax Wendroff Method, 179 8.2.7 Numerical Method for the Wave Equation, 181 8.3 The Finite Volume Method, 183 8.4 Some Examples of Stability Analysis for Hyperbolic PDEs, 185 Bibliography, 187 9 Mathematical Modeling with Differential Equations 189 9.1 Nature Laws, 190 9.2 Constitutive Equations, 192 9.2.1 Equations in Heat Transfer Problems, 192 9.2.2 Equations in Mass Diffusion Problems, 193 9.2.3 Equations in Mechanical Moment Diffusion Problems, 193 9.2.4 Equations in Elastic Solid Mechanics Problems, 194 9.2.5 Equations in Chemical Reaction Engineering Problems, 194 9.2.6 Equations in Electrical Engineering Problems, 195 9.3 Conservative Equations, 195 9.3.1 Some Examples of Lumped Models, 196 9.3.2 Some Examples of Distributed Models, 197 9.4 Scaling of Differential Equations to Dimensionless Form, 201 Bibliography, 204 10 Applied Projects on Differential Equations 205 Project 1 Signal propagation in a long electrical conductor, 205 Project 2 Flow in a cylindrical pipe, 206 Project 3 Soliton waves, 208 Project 4 Wave scattering in a waveguide, 209 Project 5 Metal block with heat sourse and thermometer, 210 Project 6 Deformation of a circular metal plate, 211 Project 7 Cooling of a chrystal glass, 212 Project 8 Rotating fluid in a cylinder, 212 Appendix A Some Numerical and Mathematical Tools 215 A.1 Newton s Method for Systems of Nonlinear Algebraic Equations, 215 A.1.1 Quadratic Systems, 215 A.1.2 Overdetermined Systems, 218 A.2 Some Facts about Linear Difference Equations, 219 A.3 Derivation of Difference Approximations, 223 Bibliography, 225 A.4 The Interpretations of Grad, Div, and Curl, 225 A.5 Numerical Solution of Algebraic Systems of Equations, 229 A.5.1 Direct Methods, 229 A.5.2 Iterative Methods for Linear Systems of Equations, 233 A.6 Some Results for Fourier Transforms, 237 Bibliography, 239 Appendix B Software for Scientific Computing 241 B.1 MATLAB, 242 B.1.1 Chapter 3: IVPs, 242 B.1.2 Chapter 4: BVPs, 244 B.1.3 Chapter 6: Parabolic PDEs, 245 B.1.4 Chapter 7: Elliptic PDEs, 246 B.1.5 Chapter 8: Hyperbolic PDEs, 246 B.2 COMSOL MULTIPHYSICS, 247 Bibliography and Resources, 249 Appendix C Computer Exercises to Support the Chapters 251 C.1 Computer Lab 1 Supporting Chapter 2, 251 C.1.1 ODE Systems of LCC Type and Stability, 251 C.2 Computer Lab 2 Supporting Chapter 3, 254 C.2.1 Numerical Solution of Initial Value Problems, 254 C.3 Computer Lab 3 Supporting Chapter 4, 257 C.3.1 Numerical Solution of a Boundary Value Problem, 257 C.4 Computer Lab 4 Supporting Chapter 6, 258 C.4.1 Partial Differential Equation of Parabolic Type, 258 C.5 Computer Lab 5 Supporting Chapter 7, 261 C.5.1 Numerical Solution of Elliptic PDE Problems, 261 C.6 Computer Lab 6 Supporting Chapter 8, 263 C.6.1 Numerical Experiments with the Hyperbolic Model PDE Problem, 263 Index 265