Advertisement

利用 SIMPLE 算法的 Navier-Stokes 方程求解器:应用于稳态、不可压缩流体的盖驱动腔问题

  •  5星
  •     浏览量: 0
  •     大小:None
  •      文件类型:None


简介:
本研究开发了基于SIMPLE算法的Navier-Stokes方程求解器,专门用于解决稳态、不可压缩流体在盖驱动腔中的流动问题,提高了计算效率和准确性。 这段文字描述了一个使用 MATLAB 编写的代码,该代码采用半隐式方法(SIMPLE)求解二维、稳态且不可压缩的纳维叶-斯托克斯方程。在这个过程中,U 和 V 动量网格是交错排列的,“压力”网格则是由为离散化流域生成的标准控制体积构成的常规网格。 在该代码中,压力修正方程设置得过于宽松,而速度求解器则相对紧一些。边界条件不进行速度校正,并通过将相应的 P 系数设为大值来终止处理。此外,在交错单元面上的速度使用迎风插值方案获取。 质量守恒监测器每 100 次迭代显示一次以检查计算的质量不平衡是否随着连续的迭代而消失。最后,利用 quiver 函数完成后处理,并通过将 U、V 速度从交错网格插入到常规网格单元角来展示流体流动情况;同时使用 contourf 函数并设置颜色图为 jet 或 hsv 来获得等高线图。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~
客服
客服
  • SIMPLE Navier-Stokes
    优质
    本研究开发了基于SIMPLE算法的Navier-Stokes方程求解器,专门用于解决稳态、不可压缩流体在盖驱动腔中的流动问题,提高了计算效率和准确性。 这段文字描述了一个使用 MATLAB 编写的代码,该代码采用半隐式方法(SIMPLE)求解二维、稳态且不可压缩的纳维叶-斯托克斯方程。在这个过程中,U 和 V 动量网格是交错排列的,“压力”网格则是由为离散化流域生成的标准控制体积构成的常规网格。 在该代码中,压力修正方程设置得过于宽松,而速度求解器则相对紧一些。边界条件不进行速度校正,并通过将相应的 P 系数设为大值来终止处理。此外,在交错单元面上的速度使用迎风插值方案获取。 质量守恒监测器每 100 次迭代显示一次以检查计算的质量不平衡是否随着连续的迭代而消失。最后,利用 quiver 函数完成后处理,并通过将 U、V 速度从交错网格插入到常规网格单元角来展示流体流动情况;同时使用 contourf 函数并设置颜色图为 jet 或 hsv 来获得等高线图。
  • 二维Navier-StokesFEM-MATLAB实现
    优质
    本研究探讨了使用有限元方法(FEM)求解二维不可压缩Navier-Stokes方程,以模拟盖子驱动空腔内的流体动力学行为,并通过MATLAB进行数值计算与仿真。 不可压缩平稳二维Navier-Stokes方程的有限元方法解。
  • SIMPLE内粘性.rar_flow_simple _simple_simple_
    优质
    本研究介绍了一种名为SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)的算法,专门用于求解方腔内部粘性不可压缩流体流动问题。该方法通过迭代计算速度和压力场之间的耦合关系,有效解决了复杂流动现象的数值模拟难题,为方腔内流动研究提供了精确且高效的解决方案。 采用离散网格,并基于SIMPLE算法的基本思想求解方腔不可压缩驱动流问题。
  • 隐式MATLAB CFD:二维Navier-Stokes在层状
    优质
    本研究开发了一种基于MATLAB的隐式CFD求解器,专门用于解决二维Navier-Stokes方程在层状不可压缩流中的问题。通过数值模拟,深入探讨了此类流动现象,并提供了高效准确的解决方案。 MATLAB代码CFD-求解器用于二维Navier-Stokes方程的层流不可压缩流动问题的计算。该求解器采用有限体积方法,并使用并置网格布置,能够处理稳态与非稳态情况。 1. 压力速度耦合:通过SIMPLE算法实现散度方案的空间离散化。 2. 对流项格式选择包括迎风、中心差分、二阶迎风、QUICK和FROMM方法。 3. 非稳态模拟采用隐式Crank-Nicholson时间离散化方式,以单元为中心的梯度算法提供高斯节点或最小平方方案选项。 4. 支持GaussSiedel, GaussJacobi及IncompleteLU分解矩阵求解器。用户可自由编辑代码使用MATLAB内置求解器。 网格输入:接受2D ASCII Ansys-Fluent格式(.msh)的全部和边界节点文件,输出支持Tecplot二进制文件格式。 运行该程序需要执行NS_solve.m脚本,并且在BC目录下设置U.bc, V.bc及P.bc等边界条件文件。当前版本支持固定值与零梯度两种类型的边界条件。 示例网格及其对应边界条件文件已提供,供用户参考学习使用。
  • 一阶有限元Navier-Stokes(2013年)
    优质
    本文于2013年探讨了一阶有限元方法在求解不可压缩Navier-Stokes方程中的应用,分析了该方法的有效性和准确性。 不可压Navier-Stokes方程求解的一个主要挑战在于如何确定压力场并满足不可压缩条件。虽然连续性方程中不包含压力项,但压力对速度有约束作用。为解决这一问题,对于粘性不可压流动提出了以速度和应力作为基本变量的一阶流体动力学方程系统及对应的积分形式,并且该系统不含压力项。采用有限元方法时,使用同阶插值处理速度和应力;非线性对流项通过牛顿迭代法解决;时间项则利用后向欧拉方法进行计算。基于FreeFem++平台,进行了两平行平板间的稳态粘性流动及二维非定常圆柱绕流的数值模拟,并将结果与精确解及标准算例对比以验证准确性。
  • CFD2D: 二维领域内Navier-Stokes-开源
    优质
    CFD2D是一款用于求解二维空间内不可压缩流体流动问题的开源软件。通过数值方法解析Navier-Stokes方程,支持科研人员和工程师进行复杂流体力学现象的研究与分析。 CFD2D是一款开源软件,适用于Linux系统,用于求解单位正方形内任意二维域的无量纲不可压缩Navier-Stokes方程(NSE),该二维域具有Dirichlet边界条件以及“不做任何事情”的边界条件。空间离散化采用有限元方法(FEM)并使用近似均匀的三角形网格进行实现。 软件提供了两种FE空间选择,分别是所谓的MINI元素和Taylor-Hood元素。其中,MINI元素由连续分段线性的三次气泡函数及其速度气泡组成;而Taylor-Hood元素则完全由连续分段线性构成。在上述两种情况下,压力场均通过分段线性进行近似处理。 CFD2D支持固定和时间相关的制度,并提供基本的绘图工具。软件采用GMRES和CG迭代算法来求解线性系统。“Triangle”是用于生成网格的配套软件。
  • 隐式格式MATLAB代码-Cavity-NS:二维Navier-Stokes,采有限差分及分数阶...
    优质
    Cavity-NS是一款基于MATLAB开发的软件工具,专门用于求解二维纳维叶-斯托克斯方程在腔体流中的应用。该程序利用隐式格式和有限差分法结合分数阶方法进行高效计算。 隐式格式的MATLAB代码用于解决二维导航贴纸中的Navier-Stokes方程有限差分问题;FORTRAN语言提供了具有CSC存储功能的2D Navier-Stokes有限差分求解器及矩阵求解器,使用Fortran-GNU-Fortran编译器(和Matlab原始版本)。该代码集成了压缩稀疏列(CSC)存储,并配备了一组相关工具。在OSX和GNU-Linux系统上安装时,请先克隆仓库,然后通过make clean 和 make命令进行构建。 使用说明:运行求解器需要一个Fortran编译器,建议使用GNU-Fortran!您可以在Makefile中调整与编译器及用户特定配置相关的行(实际版本已完美兼容Gfortran)。修改完Makefile后,请输入make clean; make命令进行构建。生成的.out可执行文件将位于./bin/目录下。 为了更改输入变量,需编辑./nsconf.nml 文件中的设置参数。在完成方案配置和求解器编译之后,即可开始使用该程序了。
  • 隐式格式MATLAB代码-Cavity-NS:二维Navier-Stokes,采有限差分及分数阶...
    优质
    本项目提供了一套基于MATLAB的隐式格式代码,用于求解二维Navier-Stokes方程在腔体流动中的应用。通过有限差分和分数阶方法实现高精度数值模拟。 隐式格式的MATLAB代码用于2D导航贴纸有限差分法求解Navier-Stokes方程,并且有一个使用Fortran-GNU-Fortran编译器(以及Matlab原始版本)实现的二维Navier-Stokes有限差分求解器和矩阵求解器。该程序采用了压缩稀疏列(CSC)存储方式,同时开发了一组工具来支持这种存储格式。 在OSX和GNU-Linux系统上安装时,请先使用git命令克隆代码库到本地,并执行`make clean; make`进行编译配置。为了运行求解器,您需要一个Fortran编译器(推荐使用GNU-Fortran)。随后,在Makefile中根据个人需求调整与编译器和用户特定设置相关的行。 完成上述步骤后,通过键入命令 `make clean` 和 `make` 进行程序的构建。生成的目标文件将位于 ./bin/ 文件夹内。您需要修改配置文件./nsconf.nml来设定输入变量和其他参数。一旦完成了这些设置并编译了求解器,就可以开始使用它进行计算任务了。 请确保在调整Makefile和配置文件时遵循正确的格式与语法规范以避免潜在的错误或问题。
  • 隐式格式MATLAB代码-Cavity-NS:二维Navier-Stokes,采有限差分及分数阶...
    优质
    本项目提供一个基于隐式时间积分和有限差分空间离散化的MATLAB实现,用于求解二维腔内流动的Navier-Stokes方程,结合了先进的分数阶导数技术。 隐式格式的MATLAB代码用于解决二维导航贴纸中的Navier-Stokes方程,并提供了一个FORTRAN版本的2D Navier-Stokes有限差分求解器及矩阵求解器,该版本使用压缩稀疏列(CSC)存储方式和为利用这种存储而开发的一组工具。在OSX和GNU-Linux系统上安装时,请先克隆代码仓库,然后运行`make clean; make`命令进行编译。 要开始使用这个求解器,您需要一个Fortran编译器,推荐使用GNU-Fortran。根据个人需求,在Makefile中调整与编译器及用户特定配置相关的行(已知该版本能够完美兼容Gfortran)。完成对Makefile的修改后,通过运行`make clean`和`make`命令来编译求解器。 最终生成的可执行文件会位于./bin/目录下。为了更改输入变量,请编辑./nsconf.nml配置文件中的相应选项。在完成了方案设置并编译了求解器之后,您就可以开始使用它进行计算工作了。
  • MATLAB隐式格式代码-Cavity-NS:二维Navier-Stokes,采有限差分及分数阶...
    优质
    本项目使用MATLAB开发,专注于解决二维纳维叶-斯托克斯方程在封闭空间中的流体动力学问题。通过隐式格式、有限差分法和分数阶计算技术,提供精确的腔体流动数值模拟解决方案。 隐式格式的MATLAB代码用于求解二维导航贴纸中的Navier-Stokes方程。此外,还提供了一个具有CSC存储功能的2D Navier-Stokes有限差分求解器及矩阵求解器,并使用Fortran-GNU-Fortran编译器(与Matlab原始版本兼容)。该方案采用了压缩稀疏列(CSC)存储方式以及为利用这种方式开发的一系列工具。 在OSX和GNU-Linux系统上进行安装时,首先通过命令行执行`git clone https://github.com/sacastiblancob/cavity_NS.git`来克隆代码仓库。然后运行`make clean; make`以编译项目。编译完成后,可执行文件将位于./bin/目录下。 使用该求解器时,请确保安装了Fortran编译器(推荐使用GNU-Fortran)。在Makefile中根据需要调整与特定配置相关的行,并进行相应的修改后重新编译代码。要更改输入变量或配置参数,可以编辑`./nsconf.nml`文件中的相应设置。 完成上述步骤后,即可运行求解器并开始模拟过程。