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基于Jameson方法的二维Euler方程求解.doc

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简介:
本文档探讨了使用Jameson数值方法来解决二维Euler方程的问题。通过详细分析和实验验证,展示了该方法在流体动力学中的高效性和准确性。 本段落介绍了基于非结构网格二维Euler方程的Jameson求解方法。该方法通过将非结构网格离散化为三角形和四边形,并利用有限体积法对Euler方程进行求解。文中详细阐述了该方法的数学模型及求解步骤,同时通过数值实验验证其有效性和精度。对于研究非结构网格求解方法的研究者而言,本段落具有一定的参考价值。

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  • JamesonEuler.doc
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    本文档探讨了使用Jameson数值方法来解决二维Euler方程的问题。通过详细分析和实验验证,展示了该方法在流体动力学中的高效性和准确性。 本段落介绍了基于非结构网格二维Euler方程的Jameson求解方法。该方法通过将非结构网格离散化为三角形和四边形,并利用有限体积法对Euler方程进行求解。文中详细阐述了该方法的数学模型及求解步骤,同时通过数值实验验证其有效性和精度。对于研究非结构网格求解方法的研究者而言,本段落具有一定的参考价值。
  • 结构化网格EulerJamesonFortran
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    本程序为基于结构化网格求解二维Euler方程的Fortran代码实现,采用Jameson算法进行高效计算流体动力学分析。 二维Euler方程是流体力学的基本方程组之一,用于描述无粘不可压缩流动问题,在航空航天工程、流体动力学研究等领域有着广泛应用。Jameson求解方法是一种常用的数值求解技术,由Anthony Jameson于1981年提出,并主要通过有限体积法来解决Euler方程。这种方法适用于处理复杂的几何形状和各种流动条件。 该方法的核心在于采用隐式时间推进和线性化策略,这使得它能够稳定地处理激波和其他强非线性现象。在二维情况下,流动状态由密度、动压及沿x轴与y轴的速度分量来描述,并且这些变量会在结构网格上进行离散化。 Fortran语言因其高效性和对数值计算的良好支持,在科学计算中被广泛采用。编写基于Fortran的程序以求解二维Euler方程,可以实现高效的数值模拟过程。此类程序通常包括以下几个关键部分: 1. **网格生成与数据结构**:定义规则矩形或六边形等类型的结构化网格,并创建相应数据结构来存储节点坐标及相邻关系等信息。 2. **离散化处理**:将Euler方程在每个控制体上进行离散,转化为代数方程式组。Jameson方法采用有限体积法,在积分计算中考虑了通量差分。 3. **时间推进**:通过隐式方式(如Crank-Nicolson或BDF)来处理时间相关的部分,从而提供更好的稳定性并允许使用更大的时间步长。 4. **线性化与求解系统**:对于非线性方程组的解决通常采用迭代过程。Jameson方法中常使用的算法包括SIMPLE等,该步骤涉及将非线性项视为小扰动,并通过解线性的系统来进行逼近。 5. **边界条件处理**:程序需要设置不同类型的边界条件,如自由流、壁面以及源项等。对于壁面而言,则通常假设无滑移和零法向速度。 6. **后处理阶段**:计算完成后,结果会被进一步分析及可视化展示,例如生成速度场与压力场图像,并且可以用来评估升力或阻力等相关物理量。 实践中可能还会加入其他功能模块,比如网格自适应技术以提高效率或者引入湍流模型来应对粘性流动问题。基于结构化网格的二维Euler方程Jameson求解方法Fortran程序是一个复杂而强大的工具,适用于模拟和理解无粘不可压缩流动现象,在进行相关研究与工程设计时非常重要。
  • Euler_twod_euler_fluxes_v2.zip_ Roe _欧拉
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    本资源提供了一种求解二维欧拉方程的方法——Roe格式,并以压缩包形式包含相关代码文件,适用于流体力学中复杂流动问题的数值模拟。 二维欧拉方程是流体力学中的基本方程组,用于描述不可压缩流体的运动。这个压缩包包含了一个名为“twod_euler_fluxes_v2.f90”的源代码文件,这是一个用Fortran语言编写的程序,旨在求解二维欧拉方程的数值模拟。接下来我们将深入了解二维欧拉方程及其计算方法。 二维欧拉方程由五个非线性常微分方程组成: 1. 质量守恒:描述流体质量在时间和空间内的变化。 2. 动量守恒(沿x轴和y轴):描述流体动量在两个方向上的变化。 3. 能量守恒:描述流体内能的变化。 这些方程通常表示为: \[ \frac{\partial}{\partial t}(\rho) + \frac{\partial}{\partial x}(\rho u) + \frac{\partial}{\partial y}(\rho v) = 0 \] \[ \frac{\partial}{\partial t}(\rho u) + \frac{\partial}{\partial x}(\rho u^2 + p) + \frac{\partial}{\partial y}(\rho uv) = 0 \] \[ \frac{\partial}{\partial t}(\rho v) + \frac{\partial}{\partial x}(\rho uv) + \frac{\partial}{\partial y}(\rho v^2 + p) = 0 \] \[ \frac{\partial}{\partial t}(\rho E) + \frac{\partial}{\partial x}((\rho E + p)u) + \frac{\partial}{\partial y}((\rho E + p)v) = 0 \] 其中,\( \rho \) 是密度,\( u \) 和 \( v \) 分别是沿x轴和y轴的速度分量,\( p \) 表示压力,而 \( E \) 是总能量(动能加内能)。 在“twod_euler_fluxes_v2.f90”程序中,可以使用两种不同的通量计算方法:Roe平均和旋转的RHLL格式。 1. Roe平均:这是一种常用的激波捕捉通量差分格式,它基于Roe平均状态来构建一个近似解,并通过线性化方程组得到特征值与特征向量以形成通量函数。 2. 旋转的RHLL格式:这是Roe和HLL(Harten-Lax-van Leer)方法的一种结合。该方法利用两个估计波速简化了计算,而旋转的RHLL则通过改变这些速度的方向提高对流占主导区域中的稳定性和精度。 数值求解过程中包括离散化、时间推进以及稳定性分析等关键步骤。通常采用有限体积法将连续域分解为多个控制体,并在每个时间步中更新物理量。为了确保数值稳定性,选择合适的时长和空间间隔至关重要,这涉及到Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) 条件的使用。 此外,在处理二维欧拉方程的模拟问题时还需要考虑边界条件如无滑移壁、自由流出等的应用。“twod_euler_fluxes_v2.f90”源代码中可能包含这些边界情况下的逻辑处理。该程序涵盖了流体力学的核心内容,包括数值求解技巧以及理论在实际中的应用方法。 通过理解和执行这个程序,我们能够深入学习流体动力学模型的数值模拟技术,并掌握如何将相关理论应用于具体问题之中。
  • 可压缩Euler器-MATLAB欧拉代码(CFD项目)
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    本项目为计算流体力学(CFD)研究设计,提供了一个基于MATLAB环境下的二维可压缩Euler方程求解器,采用经典的欧拉数值方法进行气体动力学问题的仿真分析。 该存储库包含MATLAB代码,用于使用磁通分解方法求解二维可压缩Euler方程。目前采用Steger-Warming方案(1981年)。
  • 波动
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    《二维波动方程的求解方法》一文探讨了在物理学与工程学中广泛应用的二维波动方程的各种解析和数值求解技术,涵盖了分离变量法、傅立叶变换以及有限差分法等核心内容。 使用差值算法逼近解析解,并通过图形显示与数值解进行对比,实现结果的可视化。
  • 热传导
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    本文章介绍了多种求解二维热传导方程的方法,包括解析法、数值逼近以及有限元分析等技术手段。适合对偏微分方程及物理建模感兴趣的读者参考学习。 本段落利用有限差分法求解二维热传导方程的数值解,并通过Matlab编程进行计算与绘图。随后将所得结果与解析解绘制的图像进行对比,并制作误差图以分析二者之间的差异。
  • 热传导
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    本篇文章探讨了二维热传导方程的不同求解策略和数值算法,包括解析法、有限差分法及谱方法等,并对其适用性和精确度进行了分析。 本段落采用有限差分法求解二维热传导方程的数值解,并通过Matlab编程进行计算并绘图。随后,将所得结果与解析解绘制出的图像进行比较,并生成误差图以展示两者之间的差异。
  • 热传导
    优质
    本文章探讨了多种求解二维热传导方程的方法,包括解析法和数值逼近技术,并分析其适用场景与优缺点。 本段落采用有限差分法求解二维热传导方程的数值解,并通过Matlab编程进行计算与绘图。随后将所得结果与解析解绘制的图像进行比较,并制作误差图以展示两者之间的差异。
  • MatlabNS
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    本简介提供了一个基于Matlab编写的二维Navier-Stokes方程求解程序,旨在模拟流体在不同边界条件下的流动情况。该程序适用于研究和教学用途。 2D NS方程求解的Matlab源程序包含用户界面,并使用非结构化网格。该程序采用Matlab与C混合编程方式编写。
  • HLLC Riemann浅水
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    本研究采用HLLC(Harten-Lax-van Leer-Contact)Riemann求解器来高效、准确地解决二维浅水方程,适用于模拟洪水、波浪等现象。 用MATLAB编写的基于有限体积法求解二维浅水方程边界数值通量的Riemann求解器(HLLC格式),可处理干河床问题,并适用于规则网格及不规则网格,只需提供边界左右两侧的水深和流速以及外法线矢量。