一阶迎风差分格式求解非线性对流扩散方程的精度

采用一阶迎风格式分别对一维线性对流扩散方程和非线性对流扩散方程进行了求解,检验了一阶迎风格式用于求解一维线性对流扩散方程和一维非线性对流扩散方程的适用性.多个计算算例的结果表明:一阶迎风差分格式用于求解线性对流扩散方程的结果不甚理想,但用于求解非线性对流扩散方程时能获得相当精度.工程计算中,该格式可用于求解水流运动方程,但不宜用于求解被水流输移的物质对流扩散方程.     

求解一维对流扩散反应方程的一种隐式差分格式

提出了数值求解一维非稳态对流扩散反应方程的一种隐式差分格式。首先将模型方程利用指数函数转化为对流扩散方程,构造它的差分格式,然后对差分方程的系数进行相应处理,并进行回代,得到对流扩散反应方程的隐式差分格式,其截断误差为O（τ2＋h2）,采用von Neumann方法证明了格式是无条件稳定的,并且由于每一时间层上只用到了3个网格点,所以可直接采用追赶法求解差分方程,数值结果显示了算法的有效性。     

二维线性对流扩散方程一种新的特征差分算法及收敛分析

文章讨论了二维线性对流扩散方程,将特征线法和有限差分法相结合,借助于双线性插值,给出了求解二维线性对流扩散方程数值解的一种新的特征差分格式,并分析了该算法的收敛性。此算法表明对于一类对流扩散方程,应用此差分格式,能更有效地消除数值振荡现象,从而极大地提高数值逼近度。     

用算子分裂法解Burgers方程

本文给出了一种求解非线性对流扩散方程:Burgers方程的算子分裂法,用显式差分格式处理扩散算子,用特征线法处理纯对流算子。并分析了算法的稳定性条件。然后,对一、二维Burgers方程进行数值解,所得结果与分析解或已有数值解吻合,表明了算法的有效性。     

一维无源对流扩散方程的近场动力学计算格式

为了深入研究对流扩散问题,本文针对一维无源对流扩散方程给出了利用近场动力学理论求解方程的一般计算格式。推导出了对流项的收敛时间步长计算公式,并采用迎风格式对一维无源对流方程进行验证,证明了近场动力学可以用于求解对流项,随后引入无量纲数Pe,对对流扩散中的占优情况进行判断,最终得到同时满足对流项和扩散项收敛要求的时间步长。结果表明:利用近场动力学理论求解无源对流方程时,当安全系数ζ与近场范围系数m满足1/ζ=2m,误差可达到最小;无量纲数Pe可用于判断对流扩散中的占优情况,且经过理论值和计算值的比对,证实了近场动力学理论求解一维无源对流扩散方程的可行性及数值准确性。     

对流扩散方程有限混合分析格式的稳定性分析

从实际问题出发,介绍了对流扩散方程的混合有限分析法,得出了求解一维线性对流扩散方程的四点隐式格式、利用一维对流扩散算子得出了其六点隐式格式,并且对格式的稳定性进行了分析。结论是其四点隐式格式是绝对稳定的,其六点隐式格式,当1／2≤θ≤1时是绝对稳定的,当0≤θ≤1／2时是条件稳定的。     

对流扩散反应方程基于坐标变换的高阶紧致差分格式

基于非均匀网格,提出了一种求解一维定常对流扩散反应方程的高精度紧致差分格式。首先采用坐标变换方法将原方程由物理空间的非均匀网格转换为计算空间的均匀网格,然后给出一阶导数和二阶导数在均匀网格上的中心差分逼近式,并结合变换后的方程,得到了定常对流扩散反应方程具有四阶精度的紧致差分格式。最后,通过数值算例验证了该方法的精确性和高分辨率的特点。数值实验结果表明,对于所研究问题,该方法较不进行坐标变换而直接在物理域上建立的非均匀网格上的高阶紧致格式具有更高精度。     

解对流扩散方程的修正特征差分法

给出了解非线性对流扩散方程的线性修正的特征差分格式及交替方向格式。该方法的优点是 :把非线性问题离散为每一时间层上只有右端项不同的线性代数方程组 ,计算简单且格式绝对稳定 ;交替方向格式可以把多维问题转化在若干一维问题求解 ,容易实现并行计算 ,给出差分解的最优阶离散 L2 -模误差和稳定性估计     

酸在裂缝中流动有效作用距离的计算

酸在裂缝中流动酸液的有效作用距离(L有效),是预测酸压增产效果和科学地进行酸压设计的重要参数。 本文采用数学物理模拟的方法,研究定常情况下酸在裂缝中流动时的有效作用距离。 采用平均滤失速度为常值的流动反应模式(图1),建立描述酸沿裂缝流动时浓度分布的数学规律,即对流扩散偏微分方程(1);我们采用有限差分法求解方程(1),给出电算数值解和确定灰岩酸液有效作用距离的实用图版。 我们采用预先在酸液中高压加入CaCO_3的办法,模拟酸压时酸岩反应的同离子效应,作出有效传质系数和酸浓度的关系曲线D_e=f(c),使所计算的酸液有效作用距离更符合实际。 本文在处理试验数据时,采用抛物线流的数值解,代替了文献[1]使用的柱塞流的解析解。因此,计算出的D_e值更准确。     

求解对流扩散方程的组合差商算法

给出了求解对流扩散方程的组合差商算法,所导出的显式差分格式其精度为o(τ^2 h^2),对从对流占优到扩散占优的问题都有较好的适应性,并可针对不同的情况选取不同的参数得到尽可能大的稳定性条件．数值例子验证了理论分析的结果．     

基于平均差分计算的任意光照环境下三维表面重建算法

针对采用偏心格式求解图像辐照方程时只能针对特定光源计算的特点，提出了一种针对不同光照方向环境下求解明暗恢复形状(SFS)问题的有限差分算法。这个方法利用泰勒展开线性化反射图函数，设计了一种新的平均加权差分格式求解图像辐照方程。由于新差分格式无条件稳定且具有二阶截断误差，它可以有效地克服偏心差分格式条件稳定和一阶截断误差精度不高的不足。理论分析和实验结果表明，文中提出的无条件稳定的差分算法对各种光照环境均能给出一个理想的恢复结果，且计算精度优于以往的算法。     

用随流方法数值求解非线性对流扩散方程

本文论述了利用物理原理指导差分格式设计的重要性,然后根据数学理论与物理原理相结合的观点而提出利用随流方法来设计非线性对流扩散方程的新的差分格式,最后通过算例表明新的差分格式在提高计算精度方面的效果.     

一阶迎风差分格式的精度问题

通过对一维线性对流方程和一维非线性对流方程的数值求解 ,对一阶迎风差分格式的精度作了较详细的分析 .当计算如悬移质泥沙、污染物等质量输移方程时 ,应避免用其离散其中的对流项 ;而当计算水流动量方程时 ,用其离散其中的对流项可以获得较高精度结论 .最后给出了算例 ,计算结果与精确解和实验符合良好     

一种对流扩散方程有限差分显式的稳定条件分析

本文分析了一种对流扩散方程有限差分显式的稳定条件，利用线性稳定性分析理论，求得了该差分格式的稳定区间；并利用算例证实了所求区间的正确性。     

一种对流扩散方程有限差分显式的稳定条件分析

本文分析了一种对流扩散方程有限差分显式的稳定条件，利用线性稳定性分析理论，求得了该差分格式的稳定区间；并利用算例证实了所求区间的正确性。     

河道二维非恒定流的数值模拟

基于贴体平面二维正交曲线网格.建立了河道二维非恒定流的数学模型,采用交替方向隐格式法(Alternating Direc-tion Implicit Method简称ADI法)对二维浅水方程进行了差分离散求解.在离散过程中,对对流项采用一阶迎风格式,以克服由于对流项采用中心差分而引起的不稳定.以长江南通河段为例,对模型进行了验证计算.计算结果表明,模型能较好地模拟复杂条件下天然河道的水流基本规律.     

离心通风机内部流场三维瞬态计算

采用三维时均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和ｋ－ε模型分别模拟了离心我机内部流场的流动;几何拓扑结构使用多块结构以减少计算机内存的浪费,运用贴体坐标系统描述了复杂的几何边界;使用二阶中心差分以离散扩散项和源项;对于控制方程的对流项的离散,为了克服中心差分在网络Ｐｅ数大来者不拒一解的不稳定和迎风差分是不考虑Ｐｅ影响的缺陷,应用混合差分（ＨＤＳ）格式,并对时间参数采用二价向后差分;求解方程使用Ｓｉｍｐ     

扩散方程的差分格式

用待定系数法构造了扩散方程的一个高精度差分格式,证明了差分格式的收敛性和稳定性的条件,针对具体例子给出了一系列数值试验的计算结果。     

扩散方程的差分格式

用待定系数法构造了扩散方程的一个高精度差分格式,证明了差分格式的收敛性和稳定性的条件,针对具体例子给出了一系列数值试验的计算结果．     

求解圣维南方程组的DORA算法

DORA(double order approximation)方法是近年提出的求解动力学方程的一种算法,对于圣维南方程采用DORA算法时,方程被分解成两步来解,每一步均求解一个简单的微分方程组.第一步求解一个运动问题,采用显式求解.第二步求解一个扩散问题,采用隐式差分格式.DORA方法和传统典型算法相比最大的优点是可以计算初始水深是0的情况.以物理守恒定理为基础,比差分格式物理意义更明显;和特征线法相比,不受库朗稳定性条件约束,无条件稳定.