Exact Solution for Advection Equation - 3

 初期条件である(8)式をグラフ化したものがFig.6における黒線です。ここで,初期状態の波がx軸の正の方向(正確にはkx軸方向・・・あまり気にしないでください)へ移流速度uでt時間流された場を考えましょう。すると,Fig.6における青線が示すように,t時間後の波は初期状態の波がx軸の正の方向へut平行移動したものになります。

Fig.6 t秒後の波形(青色)

以上より,t時間後の波は次式によって表すことが出来ます。

     (10)

(10)式は,「x-ut」がx軸の正の方向へut平行移動することを表しています。

 初期条件である(8)式とt時間後の状態(解析解)である(10)式を比較してみましょう。(8)式における「x」が,(10)式において「x-ut」に変化しただけと気が付くでしょう。これは,(7)式の示すものと全く同じですね(この場合の関数fとは「cos」のことです・・・初期条件を設定することで関数fが決まります)。




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Advection Equation Exact
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Numerical Solution
By Ex-FTCS Method
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By Ex-CTCS Method