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三维向量场散度计算器

散度 ∇·F = ∂P/∂x + ∂Q/∂y + ∂R/∂z 度量场在该点是"源"还是"汇":正值向外膨胀,负值向内收缩,零值不可压缩。选场、定点,看三个偏导如何相加。

散度计算器
考察点坐标 x, y, z(逗号分隔)

不会填?用示例数据试算(示例:dv_pt=1,2,3)

什么是散度计算器?

散度计算器插图

散度是向量场与"向外通量"相关的标量:小闭曲面通量除以体积的极限。

正值意味着该点像水龙头(源),负值像下水道口(汇)。

径向场 (x, y, z) 的散度处处为 3:处处向外膨胀。

旋转场 (−y, x, 0) 的散度为 0:纯旋转不产生通量,不可压缩。

散度定理(高斯公式)把闭曲面通量与体积分联系起来。

∇·F = ∂P/∂x + ∂Q/∂y + ∂R/∂z

数值计算用中心差分,步长 h = 1e−5,精度约 1e−10。

如何使用散度计算器

  1. 1

    选择向量场预设:径向场、旋转场或三次幂场。

  2. 2

    输入考察点坐标 x, y, z(逗号分隔)。

  3. 3

    结果给出三个偏导的数值与散度。

  4. 4

    对照解析值与物理含义判定。

计算示例

例 1径向场任意点

∇·(x, y, z) = 1+1+1 = 3,与点位无关:处处是源。

例 2三次幂场

∇·(x², y², z²) = 2(x+y+z),在 (1, 2, 3) 处为 12:位置越远膨胀越快。

注意事项

  • 散度是逐点的局部量,不同点位可以不同。

  • 中心差分对二次多项式场精确(误差在舍入级)。

  • 散度为零的场不一定保守:旋转场无源但也无势。

  • 流体力学中不可压缩流的速度场散度恒为零。

常见问题

∇·F = ∂P/∂x + ∂Q/∂y + ∂R/∂z。 数值计算用中心差分,步长 h = 1e−5,精度约 1e−10。 在散度计算器中输入参数即可按此公式自动求解,无需手工推导。

散度是逐点的局部量,不同点位可以不同;中心差分对二次多项式场精确(误差在舍入级)。 其余细节见页面注意事项一节。

径向场任意点:∇·(x, y, z) = 1+1+1 = 3,与点位无关:处处是源。

首先,选择向量场预设:径向场、旋转场或三次幂场。 然后,输入考察点坐标 x, y, z(逗号分隔)。 全程在页面内完成,结果即时更新。

散度是向量场与"向外通量"相关的标量:小闭曲面通量除以体积的极限。

两者同属相关计算链条:梯度计算器 - 二元函数偏导与方向导数解决的是与之衔接的另一层问题。完成散度计算后,页面底部相关推荐区可直接跳转到梯度计算器 - 二元函数偏导与方向导数继续演算,参数在同类工具间口径一致,交叉验证更方便。

三次幂场:∇·(x², y², z²) = 2(x+y+z),在 (1, 2, 3) 处为 12:位置越远膨胀越快。

输入考察点坐标 x, y, z(逗号分隔)。超出合理范围的输入可能导致结果无实际意义,页面注意事项一节标明了边界条件与单位口径。

本页散度计算器与页面内的公式、示例、对照表同源,全部数字由同一套程序实时计算。可用一个已知算例代入验证:先在示例一节找到演算过程,再用相同参数在计算器中复算一遍,两次结果一致即说明口径无误。

计算过程按双精度浮点执行,结果默认保留 4 位有效小数,页面会按数值大小自动切换科学计数法。对照表中的数值与计算器输出完全同源,不存在手工四舍五入引入的偏差。

梯度作用于标量场给出向量;散度作用于向量场给出标量——方向相反的两个操作。

闭曲面上的通量等于内部散度的体积分:内部产生的净流量必从边界流出。

流入与流出的流量恰好相抵,旋转只搬运不产生。

场的单位除以长度,如速度场的散度单位是 1/秒(体积变化率)。

参考资料

  1. [1]NIST DLMF:数学函数与公式权威参考
  2. [2]Wolfram MathWorld:数学条目百科
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凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-09-12

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引用本页

GB/T 7714 格式

Calcton. 散度计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/divergence, 2026-09-12.

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参考来源与更新说明

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最后更新:2026-09-12。

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