一维热传导方程(不考虑热源)可以表示为:

\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha \frac{\partial^{2} {T}}{\partial x^{2} }

其中,T 是温度,t 是时间,α 是热扩散率。

左侧边界x=0处温度为100℃,右侧边界x=1处温度为0℃。

clear;clc;
% 参数设置  
N = 50;   % 网格数量
Nt= 1000; % 时间步数  
L0 = 0;   % 区域左侧端点(米)
L1 = 1;   % 区域右侧端点(米)
tl= 20;   % 计算热传导的时间(秒)
dx = (L1-L0)/N; % 网格大小  
alpha = 0.01;       % 热扩散率  
dt = tl/Nt;          % 时间步长  
T = zeros(N+1,Nt+1);  % 温度矩阵,+1用于存储边界条件  

 
T(1,:) = 100;       % 左边界温度(边界条件)
T(end,:) = 0;       % 右边界温度(边界条件) 
T(:, 1) = 50;  % 初始内部温度(初始条件)


% 时间迭代  
for j = 2:nt  
  
    % 内部节点更新(这里使用显式有限差分,实际应用中可能需要隐式或更复杂的方法)  
    for i = 2:Nx-1  
            T(i,j)=T(i,j-1)+alpha*dt/(dx^2)*(T(i+1,j-1)-2*T(i,j-1)+T(i-1,j-1));  
    end  
 
end
T             %温度结果

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