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二维非定常对流扩散问题的MATLAB实现:针对标量方程的方法

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简介:
本文介绍了在MATLAB环境中解决二维非定常对流扩散问题的一种方法,专注于标量方程的数值求解技术。通过采用高效算法和编程技巧,实现了该类偏微分方程的有效模拟与分析。此研究为工程及科学计算中的复杂流动现象提供了有力工具。 “UNSTEADY_CONVECTION_DIFFUSION”脚本使用双线性四边形元素求解二维标量对流扩散问题。空间离散化采用标准的Galerkin方法实现,时间积分则通过theta方法实施。根据theta值的不同,可以获得以下方案:0->前向欧拉;1/2->Crank-Nicolson;3/4->Galerkin;1->后向欧拉。可以轻松调整有限元数量和高斯积分点数等FEM参数。这些功能及示例基于Jean Donea 和 Antonio Huerta 的《流动问题的有限元方法》一书中的第5章“非稳态对流扩散”进行开发。希望您喜欢这个文件,并提供反馈。

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客服
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  • MATLAB
    优质
    本文介绍了在MATLAB环境中解决二维非定常对流扩散问题的一种方法,专注于标量方程的数值求解技术。通过采用高效算法和编程技巧,实现了该类偏微分方程的有效模拟与分析。此研究为工程及科学计算中的复杂流动现象提供了有力工具。 “UNSTEADY_CONVECTION_DIFFUSION”脚本使用双线性四边形元素求解二维标量对流扩散问题。空间离散化采用标准的Galerkin方法实现,时间积分则通过theta方法实施。根据theta值的不同,可以获得以下方案:0->前向欧拉;1/2->Crank-Nicolson;3/4->Galerkin;1->后向欧拉。可以轻松调整有限元数量和高斯积分点数等FEM参数。这些功能及示例基于Jean Donea 和 Antonio Huerta 的《流动问题的有限元方法》一书中的第5章“非稳态对流扩散”进行开发。希望您喜欢这个文件,并提供反馈。
  • 基于MATLAB仿真分析.zip
    优质
    本资源为一个使用MATLAB进行二维非定常对流扩散问题仿真的项目。它提供了详细的代码和注释,帮助用户深入理解该类物理现象的数值模拟方法。 该文件包含了基于Matlab的二维非定常对流扩散问题的模拟代码。
  • 有限体积求解
    优质
    本研究探讨了一维及二维对流扩散问题的数值解法,采用有限体积法进行模拟与分析,旨在提高计算效率与精度。 有限体积法用于求解一维和二维的对流扩散问题。对于一维稳态问题,采用中心差分方法,并与解析解进行比较。
  • Caputo型高阶数值解-MATLAB
    优质
    本文介绍了针对Caputo型对流扩散方程开发的一种高阶数值求解方法,并通过MATLAB进行实现与验证。该研究为复杂介质中的物质传输建模提供了有效的计算工具。 该函数是对流扩散方程的高阶数值格式。如果想使用这个程序,请参考以下三篇论文: 1. CP Li, RF Wu, HF Ding. Caputo 导数与 Caputo 型对流扩散方程 (I) 的高阶近似,应用和工业数学通信,2014 年,6(2),e-536:1-32。 2. JX Cao,CP Li,YQ Chen。Caputo 导数与 Caputo 型对流扩散方程的高阶近似 (II) ,分数阶微积分与应用分析,2015 年,18(3),735-761。 3. HF Li, JX Cao, CP Li。Caputo 导数和 Caputo 型对流扩散方程 (III) 的高阶近似。已提交。
  • 瞬时有限体积
    优质
    本研究探讨了一维瞬时对流扩散问题的数值解法,采用有限体积法进行求解,分析了该方法在处理此类问题中的准确性和稳定性。 在与一维非稳态扩散问题相同的初始条件和边界条件下进行研究,采用乘方格式,并设定时间步长为0.001秒。初始温度场设为200℃,速度为2米/秒,长度为2厘米,在t=0时刻东侧的温度突然降至0℃。时间差分则使用全隐式格式。
  • 基于Matlab
    优质
    本项目利用MATLAB语言编程实现了数学物理中常见的两种扩散方程——一维和二维扩散方程。通过数值方法求解偏微分方程,并进行可视化展示,为学习者提供了直观的理解途径。 采用有限差分方法(包括隐式和显式方案)对一维和二维域的扩散方程进行了仿真。
  • 基于Crank-Nicolson及时间效率ADI求解
    优质
    本文探讨了利用Crank-Nicolson格式和高效的时间分隔ADI(交替方向隐式)算法来解决二维对流扩散方程的问题,旨在提高计算精度与效率。 为了开发求解二维非线性对流扩散方程的有效数值方案,文中探讨了Crank-Nicholson方法与ADI(交替方向隐式)法在处理时间变化的非线性系统中的应用。这些算法在每个时间步上都达到了二阶精度,并结合迭代技术来解决非线性的挑战。通过选取两个测试案例进行分析,研究结果表明所提出的方案具有良好的效率和准确性,这从L2、L∞范数的研究中得到了验证。数值实验显示,交替方向隐式格式对于求解二维非线性对流扩散方程来说是高效且可靠的工具。这种方法可以广泛应用于工程学及物理学中的各类非线性问题的解决当中。
  • 关于一阶微分数值解初值MATLAB集合
    优质
    本文章集聚焦于探讨解决一阶常微分方程初值问题的各种数值方法,并提供基于MATLAB的具体实现示例,便于读者理解和应用。 它包括以下程序:Euler 方法、改进或修改的 Euler 方法以及 Runge-Kutta 方法。RK方法涵盖了从一阶(即欧拉法)到二阶(如Heun 法、中点法和Ralston法)、三阶,再到四阶(经典)及五阶(Butcher法)。这些内容出自 Dennis Zill 和 Michael Cullen 的《微分方程与边界值问题》第七版。
  • 稳态有限体积求解
    优质
    本研究探讨了一维稳态对流扩散问题的数值解法,采用有限体积法进行分析与计算。通过该方法,能够有效处理浓度分布及物质传输过程中的复杂情况。 有限体积法可以用于求解一维和二维的对流扩散问题。对于一维稳态问题,采用中心差分方法并与解析解进行比较。此外,还讨论了一维稳态情况下的乘方格式。
  • D2Q9_L1_S0_R0_X0_convection_d2q9___格子玻尔兹曼.rar
    优质
    这是一个包含二维扩散及对流扩散模拟程序的压缩文件包,采用的是九速格子玻尔兹曼模型(D2Q9),适用于科研和工程计算。 在二维对流扩散问题中,左边界保持恒定温度1.0,右边界为恒温0,上下边界的温度也均为0。