在弹性力学的数值方法中,直线法也称有限条带法。现以简单一维热传导方程为例,说明用直线法求解的要点。考虑如下的初边值问题:
式中x为坐标,t为时间,a>0,为一常数,
为满足初边值条件的函数。
用直线,将区间[0,1]分割成n个条带(见图),未知解在直线上的值记为。于是在直线上它满足方程
如用二阶差商代替式(2)右端的偏导数,上述问题就变成下列近似常微分方程组的初边值问题:
方程组(3)可用常微分方程的数值解法求得一组近似解(i=1,2,…,n-1),它代表问题(1)的解u(x,t)在直线上的近似值。再用内插法,就能得到整个区间[0,1]上的近似解。除用差商代替空间导数外,也可用插值公式来逼近。1963年,Г.Ф.捷列宁就是利用这种方法计算钝头体绕流的。他不采用差商代替微商,而改用高次内插多项式逼近微商,并把混合型方程的边值问题化为常微分方程组的两点边值问题。这种方法后来被称为捷列宁方法,由于在定解区域内解的解析性质较好,此法只用三、四个条带,就能达到高阶精度。直线法的另一个主要发展是1951年A. A. 多罗德尼岑提出的积分关系法,它被用于求解空气动力学问题。该法是从守恒型偏微分方程出发,先按某一变量求积,获得一组积分关系式,再用适当的内插公式代替积分关系式中的被积函数,最后导出近似常微分方程组。由于积分后的函数比被积函数更光滑,当被积函数有第一类间断点时,积分仍能给出连续的表达式。因此,当流场中出现间断面时,积分关系法仍能保持物理量的守恒关系,而普通直线法则不能做到这一点。此法曾被用来求解钝头旋转体高速飞行时的绕流问题并获得了成功。为使积分关系法也能适用于边界层的计算,1960年多罗德尼岑还提出广义积分关系法。该法用逐段连续的“权函数”去乘原始方程组中的每一个方程并进行积分。对梯度变化较大的被积函数,可选择适当的权函数加以“平滑”。这样,就能以低级近似来获得高精度的数值解。

