L'équation de Poisson devient \( \dfrac{\partial^2V}{\partial x^2} + \dfrac{\partial^2V}{\partial y^2} = -\dfrac{\rho(x, y)}{\epsilon_0} \). C'est cette équation que nous allons résoudre numériquement. Vous constaterez qu'il s'agit d'une équation elliptique, avec des conditions de Dirichlet, qui se résoud analytiquement assez simplement par la méthode de la séparation des variables. Ici, nous allons la résoudre numériquement avec la méthode de Gauss-Seidel déjà vue par ailleurs. Résolution numérique de l'équation de Poisson
La physique du problème
Soit deux charges, +Q et -Q, disposées sur une surface fermée vide dont les bords sont maintenus à un potentiel constant nul. Le problème consiste à calculer le potentiel créé sur cette surface par notre distribution de charges. Définition | Coefficient de Poisson | Futura Sciences. La discrétisation de l'équation de Poisson 2D
La discrétisation de l'espace
Comme pour l'équation de Laplace, nous allons utiliser les méthodes aux différences finies, que j'ai abordé dans cette page. Dans notre cas, cela revient à mailler le plan sur lequel nous voulons résoudre l'équation de Poisson, par une grille dont les mailles sont très petites, de forme rectangulaires ou carrée, de dimension \( \Delta x\) et \( \Delta y\).
25*(V[i-1, j] + V[i+1, j] + V[i, j+1] + V[i, j-1] + C[i, j])
Et comme il s'agit d'une méthode de relaxation, je parcours tous les points intérieurs de la grille autant de fois que nécessaire pour que la différence entre la valeur du potentiel en chaque point de la grille entre deux itérations soit inférieure à une quantité que j'aurais fixée, qui sera la précision de mon calcul. Le script
La première partie du script fixe les constantes de calcul et les constantes physiques et construit la grille V dont on aura besoin pour les calculs. Cette partie n'attire aucune remarque particulère. Puis je définie les conditions aux limites et les conditions initiales à l'intérieur de la grille, car je vous rappelle que nous sommes en présence d'un problème de Dirichlet. le code est le suivant:
V[0, :] = V0 # bord supérieur
V[:, 0] = V0 # bord gauche
V[:, -1] = V0 # bord droit
V[-1, :] = V0 # bord inférieur
pour les conditions aux limites de la grille. Formule de poisson physique chimie. Les cotés de la grille sont au potentiel nul.
De Laplace à Poisson
Dans une page précédente, nous avons étudié l'équation de Laplace et sa résolution numérique par des méthodes aux différences finies. Cette équation, dont la forme générale est \( \Delta V = 0 \) permet, entre autres, de calculer le potentiel créé par une répartition de charges électriques externes dans un domaine fermé vide de charge. Formule sommatoire de Poisson — Wikipédia. Les domaines d'application de cette EDP elliptique homogène sont multiples: mécanique des fluides, thermique et même analyse financière. Dans la présente page, nous allons examiner une équation très proche de l'équation de Laplace: l'équation de Poisson. C'est aussi une équation aux dérivées partielles elliptique, de forme laplacienne, dont l'expression générale est \( \Delta V = f(x_0,.., x_i) \). Plus précisément, je vais aborder la résolution numérique de cette équation, dans une de ses formes particulières, qui est \( \Delta V = K \), avec K une constante non nulle bien sur! Un peu de physique
L'équation de Poisson
Imaginons une région de l'espace où il existe une distribution de charges \( \rho(x, y) \).
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