Solução numérica da equação de Laplace através do método da relaxação

Autor: I. Guilhon, Tiago D. Admiral
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Revista Brasileira de Ensino de Física, Vol 45 (2022)
Druh dokumentu: article
ISSN: 1806-9126
DOI: 10.1590/1806-9126-rbef-2022-0256
Popis: A equação de Laplace é uma equação diferencial que pode descrever diferentes fenômenos físicos. Neste trabalho discutimos como ela pode ser resolvida numericamente através do método da relaxação. O operador laplaciano é escrito em termos de diferenças finitas, estabelecendo uma relação entre o valor da função em um ponto e a média aritmética da função em pontos vizinhos. A relação obtida é aplicada iterativamente e soluções numéricas são obtidas. Aplicamos o algoritmo para a solução da equação de calor considerando estados estacionários e para a determinação de potencial eletrostático entre dois cilindros condutores coaxiais. O acordo entre soluções analíticas e numéricas é muito bom, o algoritmo é computacionalmente barato e pode ser implementado com conhecimentos básicos de algoritmos em poucas linhas de código. Discutimos como essa ferramenta didática pode ser aplicada em diferentes contextos de ensino.
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