实用偏微分方程(第四版)
Applied Partial Differential Equations
简评
本书讨论偏微分方程在工程技术科学与自然科学中的应用,讲授的内容是高级工程数学、自然科学范畴的数学方法中非常重要的部分。本书适合作为与傅里叶级数、正交函数和边值问题等相关的课程的教材,也可以作为学习格林函数、变换方法等的参考书,是一本非常好的应用数学入门书籍。
本书包含1000多道难易程度不同的习题,书后还附有对带“*”习题的解答。本书对分离变量法、傅里叶级数、正交函数和傅里叶变换这样一些标准方法做了相当详细的讨论;深入介绍了偏微分方程的有限差分法;简要叙述了有限元方法;广泛介绍了线性与非线性波动方程的特征线法,包括对交通流量冲击波动态特征的讨论;详细介绍了非齐次问题,其中包括拉普拉斯方程、热传导方程和波动方程的格林函数。此外,本书还包含大 量其他主题,如傅里叶级数的微分与积分、施图姆-刘维尔特征函数与多维特征函数、瑞利商、振动圆形膜的贝塞尔函数以及球面问题的勒让德多项式;包含某些高深的题材,如大特征值的渐近展开式、利用弗雷德霍姆择一定理计算扰动频率、有限差分法的稳定性条件以及直接散布与反散布。简单讨论的应用包括:与通过圆柱体的流体流相关的提举与拖曳,光波与声波的斯赖尔折射律,从波动方程推导依柯纳尔方程,以及水波、波导与纤维光导的偏离关系。
第4版做了许多改进,新加的材料包括化学污染物的扩散、频率的伽辽金数值逼近、热导方程的相似解、波动方程的二维格林函数、冲击波速度及其分解的非唯一性、常微分方程组的稳定性与歧点理论、两个空间维的波包络方程、调制不稳定性的分析、长波不稳定性、逆扩散方程的模式构成以及图灵不稳定性等。书中用200多幅图形解释各种概念,这些图形是作者用MATLAB制作的。作者在书中不遗余力地指出那些三维可视化非常有用的地方。
|