One Dimensional Finite Element Method
Calculus of Variations-8

または

前にも言いましたが これが 重み付け残差法(WRM)の基本形です。 このことから言えることは重み付け残差法(WRM)は変分法の副産物だったと言うことが分かります。

ここまでで何か質問は有りますか と訪ねると多分 次の2つが上がると思います。

(1)状態関数 は どうやって造るんですか
(2)δy(X)は どの様にして決めるんですか

最初の質問に対してですが これと言った方法はありません。 ただ Euler-Lagrange equation と微分方程式を見比べて山勘で 状態関数 を求めます。

次の質問については なにも決まりはありません。 ただ、境界条件によって変分が存在するかどうかを考えるのみですね。 例えばDirichlet境界では、近似解=厳密解ですから変分は有りませんね。 ところがNeumann 境界では どうでしょうか。 これについては後で説明します。

■例題■
あまり理屈ばかりこねていては理解しずらいので何か計算してみましょう。 以前下図に示す状況を計算したことがありますので ここでもこの例題を取り上げることにします。 ここで α2=1、L=1、y(0)=0、y(L)=1 です。

そして この場合の厳密解はy0(x)=sin(x)/sin(1) でした。 また念のために 状態関数 は次の様でしたね。

そして 近似解は次の様になります。前と同じですね。


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