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一个简单的有限体积求解Matlab

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一个简单而通用的瞬态对流扩散偏微分方程FVM求解器

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更新08年6月2021年

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一个简单的有限体积工具
本规范是化学/石油工程师努力开发一种简单工具以解决对流扩散方程的一般形式的结果:
α∂ϕ/∂t +∇。(uϕ)+∇。(−D∇ϕ)+βϕ=γ
在一维、一维轴对称(径向)、二维、二维轴对称(圆柱形)和三维域上的简单均匀/非均匀网格上。
该代码接受Dirichlet、Neumann和Robin边界条件(可以通过改变下面方程中的a、b和c来实现)对整个或部分边界:
一个∇ϕ. + bϕ= c。
它也接受周期性边界条件。
本代码的主要目的是为那些尝试使用数学模型、在1D中数值求解模型、将其与解析解进行比较、并将其数值代码扩展到2D和3D(在1D代码中修改次数最少)的人提供方便的工具。万博 尤文图斯
离散格式包括
*中心差分
*对流项的迎风格式
* TVD格式对流项与许多通量限制
要开始,请转到“Test”文件夹并运行测试脚本。
一些微积分函数(散度、梯度等)和平均技术(算术平均、调和平均等)是可用的,它们特别有助于求解非线性或耦合方程或实现显式格式。
我已经使用该代码来解决耦合非线性系统的偏微分方程。您可以在Examples/advanced文件夹中找到其中一些。

“PhysicalProperties”文件夹中有几个函数用于计算流体的物理特性。其中一些不是我的,这是在文件中指定的。

我将尝试定期更新github存储库中的文档。请给我你的反馈/问题写在我的博客评论:<http://fvt.simulkade.com/ >
特别感谢:我从Fipy背后的想法中受益匪浅。http://www.ctcms.nist.gov/fipy/ >,一个基于python的有限体积求解器。

要启动解算器,下载并解压压缩文件,打开并运行“FVToolStartUp”函数。
要查看代码的运行情况,在Matlab命令窗口中复制并粘贴以下代码:

clc;清晰;
L = 50;%域长度
Nx = 20;%单元格数
m = createMesh3D(Nx,Nx,Nx, L,L);
公元前= createBC (m);%全部诺伊曼边界条件结构
BC.left.a (:) = 0;BC.left.b (,) = 1;BC.left.c (,) = 1;狄利克雷左边界
BC.right.a(:)=0;BC.right.b(:)=1;BC.right.c(:)=0;%右边界的Dirichlet
D_val = 1;%值的扩散系数
D = createCellVariable(m, D_val);将扩散系数赋给细胞
D_面=和声平均值(D);%计算单元表面扩散系数的调和平均值
Mdiff=扩散项(D_面);%扩散项的系数矩阵
[Mbc, RHSbc] = boundaryCondition(BC);%矩阵系数和RHS向量的BC
M=Mdiff+Mbc;%偏微分方程的系数矩阵
c=解算PDE(m,m,RHSbc);%将M和RHS发送到解算器
(c);%将结果可视化

您可以在my youtube频道中找到此代码的一些动画结果:
https://www.youtube.com/user/processsimulation/videos

引用为

Eftekhari,A.A.等人(2015年)。FVTool:用于Matlab的有限体积工具箱。泽诺多。http://doi.org/10.5281/zenodo.32745

MATLAB版本兼容性
使用R2014a创建
与任何版本兼容
平台的兼容性
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致谢

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例子/外部/ Diffusion1DSpherical_Analytic-vs-FVTool-vs-Fipy

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示例/外部/相位变化焓法

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示例/外部/稳定解决问题

例子/外部/ SteadyLidDrivenCavityProblem /功能

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