اشتقاق نمایش انتگرال مرزی حل معادله لاپلاس

اشتقاق نمایش انتگرال مرزی حل معادله لاپلاس

اشتقاق نمایش انتگرال مرزی حل معادله لاپلاس
مشابه هنگام استخراج شکل ضعیف، معادله لاپلاس را با یک تابع آزمایشی υ ضرب کنید و با قطعات ادغام کنید:
با معکوس شدن نقش های u و υ تکرار کنید:
حالا معادله اول را از معادله دوم کم کنید و عبارت ها را جمع آوری کنید:
این رابطه به عنوان هویت دوم گرین شناخته می شود.
اکنون با تنظیم از راه حل اساسی استفاده کنید:
با ادغام بیش از x :
استفاده از ویژگی راه حل اساسی برای اولین جمله در انتگرال حجمی به دست می دهد:
برای جمله دوم انتگرال حجمی، از آنجایی که فرض می شود u حل معادله لاپلاس است :
رابطه حاصل به عنوان نمایش u بر حسب انتگرال های مرزی شناخته می شود:
برای y داخل .
بنابراین مقدار u در کل دامنه Ω به طور کامل توسط مقادیر u و شار روی مرز تعیین می شود. انتگرال ها در هیچ جای Ω منفرد نیستند زیرا انتگرال هر y بر روی x در مرزی که در آن انتگرال است گرفته می شود . علاوه بر این، توجه داشته باشید که این رابطه یک معادله نیست، بلکه صرفاً نمایشی از u است ، زمانی که ما از قبل راه‌حل و شار روی مرز را می‌دانیم. در واقع، از این نمایش برای بازسازی راه حل در هر جایی در Ω استفاده می شود، زمانی که میدان و شار برای مرز حل شده و در آن مشخص می شود.
نمایش u را می توان به صورت فشرده تر نوشت:
که در
کجا .
عملگر انتگرال
پتانسیل حجمی تک لایه نامیده می شود.
عملگر انتگرال
پتانسیل حجمی دولایه نامیده می شود.