ВУЗ:
Составители:
левую. Исключая v
y0,-1
из (10.13.1) и (10.13.3), получим
уравнение на плотность
ρ
^
00
-ρ
00
τ
-
h
y
ρ
00
η
0-1/2
Λ
+
y
p
^
00
+ρ
00
η
01/2
η
0-1/2
Λ
+
y
v
^
y00
=0 (10.15)
имеющее вид эволюционной задачи и пригодное для схем
расщепления. Заметим, что отрицательность коэффициента при
правой направленной производной от давления (т.е. в
конечном счёте от плотности) согласуется с правилом «против
потока» и обеспечивает устойчивость схемы.
Описанный способ постановки условий на твёрдой стенке
имеет очевидный недостаток - первый порядок аппроксимации
по h и
применяется редко. Более удобный способ постановки
краевых условий получается в методе «искусственной
сжимаемости», описанном ниже.
Условия на входном и выходном сечениях записываются
сложнее. Трудность состоит в том, что физически замкнутую
систему составляют в совокупности объём во внутренней
полости и внешнее пространство. Однако практического
интереса процессы во внешнем пространстве обычно не
представляют, и моделируются только процессы во внутренней
полости. Проблема постановки краевых условий на входном и
выходном сечениях освещена во многих руководствах (см.
например [26]) и мы на ней останавливаться не будем. Одним
из возможных краевых условий является задание выходного
давления p=p
0
, что, по существу, является условием на
плотность. В качестве недостающих условий на скорость и
остальные параметры используются мягкие (∂U/∂x=0) или
сверхмягкие (∂
2
U/∂x
2
=0) условия.
п.4.Сушественно дозвуковые течения.
Формально, рассмотренные выше алгоритмы безусловно
устойчивы и работоспособны при любых скоростях газового
потока. Однако в случае M<<1 (т.н. существенно дозвуковые
течения) они работают плохо. Причина этого состоит в
большом различии порядков величин ρ(v∇)v и ∇p, входящих в
уравнение движения. В самом деле,
⏐ρ
(v∇)v⏐/⏐∇p⏐~ρv
2
/p~v
2
/c
2
=M
2
. Типичным примером задачи такого
типа является расчёт тепловой конвекции в поле сил тяжести.
Скорости конвективного движения газа обычно весьма малы, а
вызывающие их перепады давления – ничтожны. Операция типа
Λ
x
p конечно-разностного метода содержит разность двух
близких величин - давлений в соседних узлах и приводит к
резкой потере точности при счёте. Математически это
означает, что уравнение движения вырождается по скорости. В
случае одномерной задачи данное обстоятельство
несущественно, т.к. при решении системы конечно-разностных
уравнений уравнение движения можно рассматривать как
«уравнение
на плотность», а единственную компоненту
левую. Исключая vy0,-1 из (10.13.1) и (10.13.3), получим
уравнение на плотность
^
ρ00-ρ00 hyρ00 +^ η01/2 +^
- Λyp00+ρ00 Λyvy00=0 (10.15)
τ η0-1/2 η0-1/2
имеющее вид эволюционной задачи и пригодное для схем
расщепления. Заметим, что отрицательность коэффициента при
правой направленной производной от давления (т.е. в
конечном счёте от плотности) согласуется с правилом «против
потока» и обеспечивает устойчивость схемы.
Описанный способ постановки условий на твёрдой стенке
имеет очевидный недостаток - первый порядок аппроксимации
по h и применяется редко. Более удобный способ постановки
краевых условий получается в методе «искусственной
сжимаемости», описанном ниже.
Условия на входном и выходном сечениях записываются
сложнее. Трудность состоит в том, что физически замкнутую
систему составляют в совокупности объём во внутренней
полости и внешнее пространство. Однако практического
интереса процессы во внешнем пространстве обычно не
представляют, и моделируются только процессы во внутренней
полости. Проблема постановки краевых условий на входном и
выходном сечениях освещена во многих руководствах (см.
например [26]) и мы на ней останавливаться не будем. Одним
из возможных краевых условий является задание выходного
давления p=p0, что, по существу, является условием на
плотность. В качестве недостающих условий на скорость и
остальные параметры используются мягкие (∂U/∂x=0) или
сверхмягкие (∂2U/∂x2=0) условия.
п.4.Сушественно дозвуковые течения.
Формально, рассмотренные выше алгоритмы безусловно
устойчивы и работоспособны при любых скоростях газового
потока. Однако в случае M<<1 (т.н. существенно дозвуковые
течения) они работают плохо. Причина этого состоит в
большом различии порядков величин ρ(v∇)v и ∇p, входящих в
уравнение движения. В самом деле,
⏐ρ(v∇)v⏐/⏐∇p⏐~ρv /p~v /c =M . Типичным примером задачи такого
2 2 2 2
типа является расчёт тепловой конвекции в поле сил тяжести.
Скорости конвективного движения газа обычно весьма малы, а
вызывающие их перепады давления – ничтожны. Операция типа
Λxp конечно-разностного метода содержит разность двух
близких величин - давлений в соседних узлах и приводит к
резкой потере точности при счёте. Математически это
означает, что уравнение движения вырождается по скорости. В
случае одномерной задачи данное обстоятельство
несущественно, т.к. при решении системы конечно-разностных
уравнений уравнение движения можно рассматривать как
«уравнение на плотность», а единственную компоненту
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- …
- следующая ›
- последняя »
