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1、F S n格林定理设 V 是被闭合面 S包围的区域, 按照散度定理, 对于任意矢量 F,有VSdVdFF S(2-18)如令F(2-19)式中和都是标量函数, 它们在体积 V 内和表面 S上具有连续的一阶和二阶导数,则()VsdVdVdFS(2-20)把上式中的散度展开成2()(2-21)可得2vvsd Vd S(2-22)上式称为格林第一公式。如果把式( 2-19)等号右边两个标量函数的位置加以交换,即令F(2-23)显然可得2vvsdVdVdS(2-24)从式( 2-24)减去( 2-22) ,有22()()vSdVdS(2-25)上式即为格林定理的表达式,又称格林第二恒等式。如令ddSS
2、n,并注意到nn和nn,则式( 2-25)可写成22()()vsdVdSnn(2-26)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 3 页 - - - - - - - - - 格林函数的的应用0S1用格林定理来证明静电场问题解答的惟一性图为一充满均匀介质(介电常数为)和置有 n 个导体的场域。场域空间 V 的边界为12nSSS、及外边界0S。设 V 中存在两个电位函数1和2,在给定第一类和第二类边值时,均满足泊松方程,即:21=-,22=-令12d,显然,取决于算符2
3、是线性算符,因此2=0d而在导体的边界上,电位是规定的,故必有=0d利用场论中的格林公式, ,对已知的任意两个连续可导的标量函数和应有2()dVSdVdSn若令=d,代入上式得2()ddVSdVdSn名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 3 页 - - - - - - - - - 如图所示,上式中包围的场域V 的边界面012nSSSSS。因此,如果所设的这两个不同的电位函数的解答1和2,在全部边界面上都有相同的第一类边值,即12=1 S2 S|ii给定值(i=0
4、,1,n) ,或相同的第二类边值,即12SS|iinn给定值, 则它们在相应边界面iS上的差值d S|0i或dS|0in,则有2()0dVdV由于上式中被积函数2()d恒为正值,所以只有d恒为零时,上式才成立。场域 V 内d的梯度处处为零,即意味着 V 内所有场点上的d值与其在各导体表面12nSSS、上的值是相同的。因此,就第一类边值问题而言,由于在导体表面上已知d=0,故在整个场域内必有d=0。由此得证12=,即只有唯一可能的解答名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 3 页 - - - - - - - - -