电各向异性介质中无限长矩形腔内电势分布

电各向异性介质中无限长矩形腔内的电势分布,是拉普拉斯方程的边值问题.腔四壁处均满足第一类非齐次边界条件,不能直接应用分离变量法求解该边值问题.这时,可根据二阶线性齐次偏微分方程解的叠加原理,将该边值问题分解为4个能直接应用分离变量法求解的边值问题来进行求解.求解的方法可作为现有应用分离变量法求解电各向异性介质中拉普拉斯方程边值问题的补充.在令ε11=ε22=ε33=ε的情况下,所得的结果可适用于电各向同性介质.     

用介电常数张量表示的电势和场强公式及其应用

以电各向异性介质中连续带电体在笛卡尔坐标系下的电势和场强公式为基础,写出用介电常数张量表示的电势和场强的公式,进而应用张量分析的矩阵方法研究连续带电体在电各向异性介质中于常用的曲线坐标系下激发的电势和场强.给出算例,计算点电荷在球坐标系下激发的电势和场强,以及计算无限长带电直导线在柱面坐标系下激发的电势和场强.     

关于波动方程在半空间的求解问题

本文讨论了求解半空间中三维非齐次波动方程在非齐次的第一类、第二类或第三类边界条件下定解问题:其中f_1∈c~2,φ_1∈c~3,ψ_1∈c~2,g_1∈c~2. 求解这个定解问题,关键在于边界条件齐次化后对于初始函数及方程的非齐次项的开拓。在第一类或第二类齐次边界条件下的开拓,是奇开拓或偶开拓。但在第三类齐次边界条件下的开拓,就不那么简单了,一般数学物理方程教程也未见提及。本文着重阐明这个问题。由于边界条件采取统一写法,就可使第一类或第二类边界条件作为特例被包括在内。文中还说明了对于半空间非齐次边界条件怎样使之齐次化,并指出了初始函数与方程的非齐次项在开拓上的共同点。最后,得出了定解问题(1)——(4)的解,并作了讨论。     

各向异性空间中的格林函数

自由空间和各向同性介质空间中的格林函数被广泛应用于求解非齐次标量势的分布问题;各向异性介质空间的格林函数对于研究各向异性介质中电势的分布具有重要的理论意义和应用价值。基于各向同性空间的格林函数和电磁场的多尺度理论,将各向异性介质空间进行各向同性化处理,得到了各向异性介质中的格林函数。通过所得结果,研究了点电荷在各向异性介质中所激发的电势;验证了所得结果的正确性,所得结果为研究各向异性介质中的相关静电场边值问题做了有益的探索。     

ε→∞时介质球的电势

从求解拉昔拉斯方程入子,利用极限条件和边界条件推出了介质球在点电荷电场中产生的电势分布规律,并由此推出了当介质球的电容率ε→∞时,介质球在电场中为等电势体.     

一类二维有界域上稳态热传导方程侧边值问题的计算方法

为了由二维区域部分边界地温观测数据推算区域内部地温场,建立一类具有非齐次边界条件稳态热传导方程侧边值问题的数学模型并进行数值求解。该数学模型是一类典型的不适定问题。利用齐次化原理,将问题中的非齐次边界条件齐次化。通过分离变量法将非齐次方程转化成第一类Fredholm积分方程。利用正则化方法求解不适定积分方程,得到未知边界条件,进一步求得泊松方程侧边值问题的数值解。依据所提出的数值方法,设计了三个数值算例,可由矩形域三条边界上的温度数据及其中一条边上的地温梯度数据,计算矩形区域上的地温场。本成果对地热资源勘探开发和岩石圈热结构研究中地温场的数值模拟具有参考意义。     

一类弹性力学平面矩形域问题的分离变量法

与传统的半逆解法不一样,采用弹性力学的Ｈａｍｉｌｔｏｎ理论和分离变量法,推导和求解了侧边为齐次边界条件的平面矩形域问题的解法,并进而把求解思想推广到非齐次边界条件情况,没有采用边界条件齐次化方法,而成功地求出了不矩形域非齐次边界条件的解,从而扩展了分离变量法和弹性力学求解方法。     

连续分布电荷的电像

本文论证了连续分布电荷的电像,给出了像电荷密度ρ_i、像电荷分布区域S_i、以及电势的表达式。原则上只要已知电荷的稳定分布,便可求解边界条件为无限大接地导体平面或导体球的电势;对于对称性较好的组合导体系统问题,也可进行求解。     

电矩P和Q在各向异性电介质中的电场

把各向异性电介质中静电势的解给出的点电荷在各向异性电介质中的电势公式，表成在各向异性直角坐标系中的形式。求得在此坐标系中电偶极矩的电场，并通过坐标变换得到电偶极矩在各向异性介质中的电场。最后将此方法由电偶极矩推广到电四极矩。     

二维系统的渐近解法

研究方程组(dx)/(dt)=y+εP(x,y,ε),(dy)/(dt)=-g(x)+εQ(x,y,ε), (1)其中ε为小参数。令V(x)=integral from 0 to x g(u)du。假设g(x),V(x),P(x,y,ε)和Q(x,y,ε)满足下列条件:(i)g(x)、P(x,y,ε)和Q(x,y,ε)有所需的各阶导数,g(0)=P(0,0,ε)=Q(0,0,ε)=0;(ii)存在四个数,β_2<β_1≤0≤α_1<α_2,使V(α_1)=V(β_1),V(α_2)=V(β_2);当x∈(α_1,α_2)