Решение уравнения диффузии (явная и неявная схемы)
При построении разностных схем практически всегда исследователь имеет определенный выбор в конкретном способе аппроксимации и производных, в частности, для какого интервала записывать разностное представление производных. Для примера запишем две разные схемы – одну для интервалов, приведенных на рис.3, а другую – для шаблона представленного на рис. 4.
Для рис. 3:
Для рис. 4:
Явная схема, когда неизвестные значения искомой функции на (n+1)-м шаге стоит только в левой части, а в правой части стоят уже вычисленные ранее значения функций.
Неявная схема, когда и в правой и в левой частях стоят значения неизвестной функции.
Уравнение диффузии для явной схемы:
. Понятие об обобщенных законах теплопроводности Фурье.
Закон теплопроводности Фурье:
- вектор плотности потока; – градиент температуры (передача тепла от горячего тела к холодному); – коэффициент теплопроводности.
- “Алгоритмы при моделировании гидродинамических процессов”
- Понятие о методе конечных разностей в решении уравнений гидродинамики и тепломассообмена.
- Физическая классификация уравнений гидродинамики и тепломассообмена.
- Консервативная форма уравнений законов сохранения.
- Уравнения Рейнольдса для турбулентных течений. История вопроса.
- Понятие о методах моделирования и расчета турбулентных течений: dns, les, rans.
- Метод контрольного объема.
- Например:
- Устойчивость, консервативность разностных схем. Разностные сетки и преобразование основных уравнений
- Поточечный последовательный метод Гаусса – Зейделя.
- Полилинейный метод и метод переменных направлений
- Итерационные методы. Верхней и нижней релаксации.
- Метод конечных элементов.
- Схемы и алгоритмы расчета теплогидродинамических процессов во внутренних задачах.
- Формула размерности физической величины
- Жидкости и газы. Ньютоновская и неньютоновская жидкости. Закон реологической связи напряжений и скоростей деформаций.
- Понятие о физических свойствах сплошных сред. Изотропия и анизотропия.
- Уравнение подобия. Определяемые и определяющие критерии и числа подобия.
- Ламинарное движение несжимаемой вязкой жидкости в цилиндрических трубах.
- Современные представления о ламинаризации (прямом и обратном переходах) при движении вязких сред.
- Метод итераций Якоби.
- Решение уравнения диффузии (явная и неявная схемы)
- Уравнение температуропроводности движущейся среды:
- 16. Определение вихревой диффузии и вихревой теплопроводности в рамках статистического метода.
- 17. Метод преобразования координат в решении задач гидродинамики (роль пристеночных эффектов и точность их расчета)
- 18. Понятие о диффузионных задачах Дирихле и Неймана.
- 19. Понятие о численных и аналитических решениях задач гидродинамики, сравнительный анализ и погрешности расчета интегральных параметров течения и теплообмена.