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MATLAB层次分析代码-WFSim:基于非稳态二维Navier-Stokes方程的中保真风电场控制模型

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简介:
WFSim是一款采用MATLAB编写的程序,用于模拟风电场中的空气流动。该工具利用非稳态二维Navier-Stokes方程建立了一个中等保真的风力控制系统模型,有助于深入研究和优化风电系统性能。 WindFarmSimulator(WFSim)是由Sjoerd Boersma 和 Bart Doekemeijer 在代尔夫特理工大学开发的2017年软件。该工具是一个基于二维Navier-Stokes方程的中保真、面向控制的风电场模型。 快速使用说明:打开最新版本MATLAB中的WFSim.m文件,按照其中提供的指导进行不同风电场方案的简单模拟操作。在首次运行时会自动下载缺失的文件,请确保您的设备已连接到互联网。 文件结构: - /bin/: 包含WFSim使用的所有函数和脚本。 - /bin/analysis/: 不是WFSim必需,主要用于调试和验证的文件。 - /bin/archive/: 已过期不再使用但保留备份的旧版文件。

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  • MATLAB-WFSimNavier-Stokes
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    WFSim是一款采用MATLAB编写的程序,用于模拟风电场中的空气流动。该工具利用非稳态二维Navier-Stokes方程建立了一个中等保真的风力控制系统模型,有助于深入研究和优化风电系统性能。 WindFarmSimulator(WFSim)是由Sjoerd Boersma 和 Bart Doekemeijer 在代尔夫特理工大学开发的2017年软件。该工具是一个基于二维Navier-Stokes方程的中保真、面向控制的风电场模型。 快速使用说明:打开最新版本MATLAB中的WFSim.m文件,按照其中提供的指导进行不同风电场方案的简单模拟操作。在首次运行时会自动下载缺失的文件,请确保您的设备已连接到互联网。 文件结构: - /bin/: 包含WFSim使用的所有函数和脚本。 - /bin/analysis/: 不是WFSim必需,主要用于调试和验证的文件。 - /bin/archive/: 已过期不再使用但保留备份的旧版文件。
  • Matlab定常Navier-Stokes求解.zip
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    这是一个基于MATLAB编写的用于求解二维非定常Navier-Stokes方程的代码包,适用于流体力学中的流动问题分析与仿真。 1. 版本:MATLAB 2014/2019a,包含运行结果。 2. 领域:智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机、图像处理、路径规划及无人机等领域的MATLAB仿真。 3. 内容:标题所示内容的介绍可在主页搜索博客中找到。 4. 适合人群:本科和硕士阶段的学生以及从事科研工作的教师,适用于学习与研究使用。 5. 博客介绍:热爱科学研究的MATLAB仿真开发者,在追求技术进步的同时注重个人修养提升。
  • Matlab定常Navier-Stokes求解.zip
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    本资源包含使用MATLAB编写的代码,用于数值模拟二维非定常Navier-Stokes方程。适用于流体力学研究和工程计算中的流动问题分析。 这段文字描述的是经过验证可以使用的Matlab仿真代码。
  • Navier-Stokes有限元求解
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    本软件为一款专业数值计算工具,用于求解二维稳态Navier-Stokes方程。采用先进有限元方法,提供精确流体动力学分析解决方案。 二维稳态Navier-Stokes方程是描述流体在静止状态下运动的偏微分方程组,在工程与科学领域如流体力学、热传递及化学反应工程中应用广泛。本程序采用有限元方法(FEM)求解该方程式,适用于处理复杂几何形状和非均匀边界条件的问题。 二维稳态Navier-Stokes方程由动量方程和连续性方程构成: 1. 动量方程:\[ -\nabla \cdot (\nu \nabla u) + \nabla p = f \] 其中,\(u\) 表示速度场,\(p\) 代表压力,\(\nu\) 是流体的粘度,而 \(f\) 则是外部作用力。 2. 连续性方程(无质量守恒):\[ \nabla \cdot u = 0 \] 此表达式表明流体质点速度向量的散度为零,即没有物质流入或流出系统。 在有限元方法中,这些连续偏微分方程被转换成一个线性代数问题。程序通常包括以下步骤: 1. 几何离散:将物理域划分为多个互不重叠的小区域(称为单元),可以选择三角形或者四边形。 2. 定义函数空间:选择适当的基函数,如拉格朗日插值多项式,用于近似解的表达。 3. 变分形式:通过在所有元素上对等式两边乘以测试函数并积分的方式将连续方程转化为弱形式,并施加边界条件。 4. 矩阵组装:把弱形式转换为一组线性代数方程式,每个方程对应一个节点的未知变量。 5. 求解线性系统:使用数值方法(如高斯消元法、共轭梯度法等)求得速度和压力分布。 6. 后处理:利用得到的速度与压力数据来分析流动特性,例如绘制速度矢量图或压力分布图。 作为强大的数学计算平台,Matlab提供了一系列工具箱(如PDE Toolbox和FEM Toolbox),用于实现上述过程。然而自编程序的好处在于可以根据特定需求定制化编程以提高效率,特别适用于解决流体问题时需要优化的算法情形下使用。 在文件“Ch7. NS_2D”中可能包含以下内容: - **源代码**:Matlab程序文件,实现了有限元求解的所有步骤。 - **输入文件**:几何数据、边界条件及材料属性等信息。 - **输出文件**:速度与压力的解析结果以及可视化报告。 - **文档说明**:有关于程序结构、使用方法和理论背景的信息。 通过学习理解该程序,不仅能掌握有限元法在解决流体问题中的应用,还能提升Matlab编程技能,并为进一步研究其他物理现象奠定基础。此外,对源代码进行简单的修改后可以应用于其它偏微分方程如热传导或扩散方程式中去解决问题。这对于研究人员和工程师来说是一项宝贵的资源。
  • MATLAB定常Navier-Stokes示例
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    本示例展示如何使用MATLAB求解二维非定常Navier-Stokes方程,适用于流体动力学问题,涵盖数值方法和代码实现。 基于MATLAB实现的二维非定常Navier-Stokes流体方程的实现。
  • 双线性插值Matlab-Navier-Stokes不可压缩流体有限元
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    本项目提供了一套基于Matlab的双线性插值算法和用于求解二维稳态不可压缩流体问题的Navier-Stokes方程的有限元分析程序,适用于学术研究及工程应用。 Navier-Stokes方程是流体力学的基础理论之一,在解决实际问题时经常使用有限元方法来求解该方程组。本段落利用MATLAB编写了Galerkin有限元程序,用于计算无外部力作用下的牛顿不可压缩流体二维稳态流动的Navier-Stokes方程。研究中选取了一个典型的盖子驱动腔室作为应用场景。 在具体实施过程中,采用了八节点矩形单元来构建元素方程,并确定了速度分量和压力变量的位置分布:所有八个节点都用于表示速度分量,而四个角点则用来定义压力值。这种配置意味着每个单元包含16个未知的速度参数以及4个未知的压力参数,总计20个待求解的未知数。 对于插值函数的选择,我们采用了二次多项式来描述速度场的变化趋势,并使用双线性插值法处理压强分布情况。基于这些设定开发了有限元计算程序并进行了相应的数值实验分析。最终将所得结果与相关文献中的基准数据进行对比验证其准确性。
  • MATLAB定常不可压缩Navier-Stokes有限元计算.zip
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    本资源提供了一套基于MATLAB实现的二维定常不可压缩Navier-Stokes方程的有限元数值求解代码,适用于流体力学相关研究与教学。 版本:MATLAB 2019a 领域:基础教程 内容:二维定常不可压缩Navier-Stokes方程的有限元计算MATLAB代码.zip 适合人群:本科、硕士等教研学习使用
  • 隐式MATLAB CFD求解器:Navier-Stokes状不可压缩流应用
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    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。
  • MATLAB有限差法求解Navier-Stokes集.zip
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    本资源提供了一套基于有限差分法解决Navier-Stokes方程问题的MATLAB源码集合,适用于流体力学模拟和研究。 【MATLAB源码】建立Navier-Stokes方程的有限差分解集合
  • 不可压缩流体在Navier-Stokes展开研究论文
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    本文探讨了针对不可压缩流体于二维层流条件下的纳维叶-斯托克斯方程,提出了一种基于分层展开的新解析求解策略。该方法旨在简化复杂流动问题的数学处理,并提供了对流体动力学现象更深入的理解和分析手段。 在解决Navier-Stokes方程的各种方法当中,层次扩展法已经表现出令人满意的效果。这项研究的目标是利用层级函数中的变量扩展来求解二维不可压缩流体的层流中Navier-Stokes方程,该方法基于有限元技术构建。 本段落所采用的扩展函数以Legendre多项式为基础,并在矩形元素内进行了调整,从而定义了角、边和面积相关的函数。与侧面以及组件区域关联的功能顺序被调节至所需或期望的程度。这种策略被称为“层次展开法”。 为了验证提出的数值方法的有效性,研究分析了文献中三个广为人知的二维问题案例之一。 实验结果表明该技术能够提供精确的结果,因此可以得出结论:分层扩展的方法在处理不可压缩流体的动力学问题上具有显著效果和实用性。