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二维电势与场在平行板电容器中的数值解:基于MATLAB的拉普拉斯方程求解器

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简介:
本研究运用MATLAB软件开发了针对拉普拉斯方程的求解工具,专门应用于计算平行板电容器内部的二维电势和电场分布。该方法为分析此类设备提供了精准且高效的数值解决方案。 数值求解平行板电容器的二维拉普拉斯方程采用有限差分方法,并以范数达到收敛公差为6.00的标准,迭代次数N=611。 - 拉普拉斯方程:d²U(x,y)/dx² + d²U(x,y)/dy² = 0 - 边界条件: U(x = 0,y)= 0, U(x = L,y)= 0, U(x,y = 0)= 0, U(x,y = L)= 0 数值解的推导在文件“Laplace2D_E_U.pdf”中有详细说明。 参数: - 尺寸:长L = 200毫米的方盒。 - 电压:两块板分别为220伏和 -220伏。 - 距离:板之间的距离d=80毫米。 - 密度:ρ=0,表示真空。 输出: - 电位U(x,y)。 - 电场E(x,y)。 截屏显示了以下内容: 左图: 电位分布的结果; 右图: 来自“科学制造商和出口商”的图片以及实验室设备。

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    本研究运用MATLAB软件开发了针对拉普拉斯方程的求解工具,专门应用于计算平行板电容器内部的二维电势和电场分布。该方法为分析此类设备提供了精准且高效的数值解决方案。 数值求解平行板电容器的二维拉普拉斯方程采用有限差分方法,并以范数达到收敛公差为6.00的标准,迭代次数N=611。 - 拉普拉斯方程:d²U(x,y)/dx² + d²U(x,y)/dy² = 0 - 边界条件: U(x = 0,y)= 0, U(x = L,y)= 0, U(x,y = 0)= 0, U(x,y = L)= 0 数值解的推导在文件“Laplace2D_E_U.pdf”中有详细说明。 参数: - 尺寸:长L = 200毫米的方盒。 - 电压:两块板分别为220伏和 -220伏。 - 距离:板之间的距离d=80毫米。 - 密度:ρ=0,表示真空。 输出: - 电位U(x,y)。 - 电场E(x,y)。 截屏显示了以下内容: 左图: 电位分布的结果; 右图: 来自“科学制造商和出口商”的图片以及实验室设备。
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    本文介绍了一种基于RANDL函数在MATLAB环境下生成拉普拉斯分布伪随机数的方法,并探讨了其应用与特性。 RANDL 用于生成拉普拉斯分布的伪随机数。使用 R = RANDL(N) 可以返回一个 N×N 的矩阵,其中包含从拉普拉斯分布中提取的伪随机值。同样地,RANDL(M,N) 或者 RANDL([M,N]) 返回的是 M×N 矩阵;而 RANDL(M,N,P,...) 或 RANDL([M,N,P,...]) 则生成一个 M-by-N-by-P 的数组。此外,RANDL 也可以返回单个标量值,并且可以通过使用 RANDL(SIZE(A)) 来创建与 A 大小相同的数组。 需要注意的是,大小参数如 M, N, P 等应当是非负整数;如果输入为负整数,则这些数值将被视为零。 示例: 1. 从均值为 1、标准差为 2 的拉普拉斯分布中生成随机值:r = 1 + 2.*randl(100,1); 2. 根据指定的均值向量和协方差矩阵,从二元拉普拉斯分布生成数值。例如: - 均值向量为亩=[1 2]; - 协方差矩阵为西格玛 = [1 .5; .5 2]; 接下来计算 R=chol(Sigma); 最后得到随机数 z。
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