数学物理方程

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  数学物理方程(mathematical physics,equation of),从物理力学及其他各门科学自然科学技术科学等)中产生的偏微分方程。有时也包括与此有关的积分方程微分积分方程常微分方程。偏微分方程经典理论中的问题均属此类方程:热传导方程,刻画传热与扩散现象;波动方程,反映波的传播;拉普拉斯方程泊松方程,则可解释牛顿引力理论产生的引力势的概念。连续介质力学中纳维-斯托克斯方程组(有粘性)和欧拉方程组(无粘性)。常微分方程中的单摆问题,R-L-C电路问题,也都是数学物理问题。往往有这样的现象:少考虑一个因素时,可导出常微分方程模型,但若要求精确些,则必采用多元函数,即偏微分方程模型,例如杆件中热的传递问题等等。

  19世纪以来,研究电磁场的变化,得到麦克斯韦方程组,描述微观粒子的薛定谔方程和狄拉克方程。广义相对论中确定引力场的爱因斯坦方程,基本粒子研究中则有杨-米尔斯方程。近年来欧洲工业数学研究会的为工业提供的服务项目中,不少问题都是偏微分方程模型、积分方程模型。

  光辐射、中子迁移以及气体分子运动的研究,所得到的辐射迁移方程、中子迁移方程和玻耳兹曼方程等,都是微分积分方程的例子。数学物理方程的求解问题,对线性方程来说,有些较成熟的方法,如分离变量法、积分变换法、利用复变函数法等等,还有特殊函数法,事实上,正是求解某些微分方程的需要才引入特殊函数、给出定义并对它们开展定性与定量的研究的。然而更多的却是非线性方程,有些特殊方法。高速电子计算机出现为其数值解法开辟了广阔的道路。