3.2 Das Verfahren von Ritz



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3.2 Das Verfahren von Ritz

Das mathematische Gerüst, um die Variationsaufgabe näherungsweise zu lösen, hat Ritz 1909 publiziert. Um die Potentialverteilung im Gebiet , die das Integral unter gewissen Randbedingungen stationär macht, näherungsweise zu finden, wählt man einen Satz linear unabhängiger Funktionen

 

welche der Problemstellung möglichst angepaßt sind. Allgemein soll nun gelten, daß Dirichletsche Randbedingungen auf dem Randstück zu erfüllen sind, und der restliche Rand homogene Neumann Randbedingungen aufweist.

Mit den gewählten Ansatzfunktionen (3.6) wird die gesuchte Funktion als Linearkombination in der Form

 

angesetzt. Die Funktion muß auf dem Randstück die gegebenen Dirichletschen Randbedingungen erfüllen. Die Funktionen hingegen müssen die homogenen Dirichletschen Randbedingungen für erfüllen. Der Ansatz gewährleistet für beliebige die Dirichletschen Randbedingungen. Ziel ist es, die Koeffizienten in (3.7) so zu bestimmen, daß das Funktional (3.3) stationär wird.

Eine notwendige Bedingung für Stationarität des Funktionals (3.3) ist das Verschwinden der ersten partiellen Ableitungen nach den Koeffizienten . Man erhält Bestimmungsgleichungen für die unbekannten Koeffizienten . Da der Ausgangspunkt ein quadratisches Funktional ist, resultiert daraus einen Satz linearer Bestimmungsgleichungen.



Martin Stiftinger
Fri Nov 25 16:50:24 MET 1994