パイプ内の拡散(ランダムウォークの計算を考える),その1

さて,次の課題は,
 一次元拡散運動を考える
 x>0において,C=C0,x>0においてC=0

と言う条件です.
つまり,
 原点より+側に粒子があり,-側にはない,その際の拡散の様子
を考えるものですね.

一次元の拡散方程式は,

となります.
ある,x,の地点での濃度変化を知りたいので,まずは積分範囲を粒子がある範囲,0<x'<∞,で計算しましょう.

変数変換して,積分範囲を変更します.

従って,

を計算すればいいのです.
積分を二分して,

と,(2.13),を再現できました.

これを図示すると,

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