بيت » Partial Differential Equation (PDE)

Partial Differential Equation (PDE)

1750
  • Jean le Rond d’Alembert
  • Leonhard Euler
  • Daniel Bernoulli

A partial differential equation (PDE) is an equation that imposes relations between the various partial derivatives of a multivariable function. The function is often called the unknown, and a PDE describes a relationship between this unknown function and its derivatives. Unlike ordinary differential equations (ODEs), which involve functions of a single variable, PDEs are fundamental to modeling multidimensional systems.

A partial differential equation (PDE) for a function [latex]u(x_1, dots, x_n)[/latex] is an equation of the form [latex]F(x_1, dots, x_n, u, frac{partial u}{partial x_1}, dots, frac{partial u}{partial x_n}, frac{partial^2 u}{partial x_1 partial x_1}, dots) = 0[/latex]. This formulation expresses a relationship between an unknown function [latex]u[/latex] of several independent variables and its partial derivatives. The ‘order’ of the PDE is determined by the highest-order derivative present in the equation. For instance, an equation containing a second derivative but no higher is a second-order PDE.

PDEs are classified based on properties that help determine the nature of their solutions. A key classification is linearity. A PDE is ‘linear’ if it is linear in the unknown function and all its derivatives. For example, [latex]a(x,y)u_{xx} + b(x,y)u_{yy} = f(x,y)[/latex] is linear. If the coefficients depend on [latex]u[/latex] or its derivatives, the equation becomes nonlinear. Nonlinear PDEs are notoriously difficult to solve and often exhibit complex behaviors like shock waves or solitons.

The study of PDEs is a vast branch of mathematics, crucial for modeling phenomena across science and engineering. Finding a ‘solution’ means identifying a function that satisfies the equation, often subject to specific boundary or initial conditions that constrain the problem to a unique physical situation. The development of methods to find and analyze these solutions, both analytically and numerically, has been a central theme in mathematics since the 18th century.

UNESCO Nomenclature: 1102
– Analysis

النوع

Abstract System

Disruption

Revolutionary

الاستخدام

Widespread Use

Precursors

  • development of calculus by newton and leibniz
  • formulation of ordinary differential equations (odes)
  • introduction of partial derivatives by euler and d’alembert
  • newton’s laws of motion and universal gravitation

التطبيقات

  • fluid dynamics (navier-stokes equations)
  • electromagnetism (maxwell’s equations)
  • quantum الميكانيكا (schrödinger equation)
  • general relativity (einstein field equations)
  • financial modeling (black-scholes equation)

براءات الاختراع:

NA

Potential Innovations Ideas

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: pde, partial derivative, differential equation, mathematical modeling, analysis, multivariable calculus, boundary value problem, initial value problem

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مدير مشروع أو بحث وتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم حسب التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

Historical Context

(if date is unknown or not relevant, e.g. "fluid mechanics", a rounded estimation of its notable emergence is provided)

Related Invention, Innovation & Technical Principles

Scroll to Top

قد يعجبك أيضاً