定常对流扩散方程的一种新型差分格式

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq380612428
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
物质输运与分子扩散的物理过程和黏性流体流动的数学模型通常为对流扩散方程的定解问题,它可以用来描述河流污染、大气污染、核废物污染中污染物质的分布,流体的流动和流体中热传导等众多物理现象。因此,对流扩散方程数值解方法的研究具有十分重要的理论和实际应用意义。   求解对流扩散方程的数值方法有多种,如有限差分法、有限元法、有限体积法等,但当对流扩散方程中的对流项占优时,方程具有双曲方程的特点,故源于对流扩散方程中的非对称的对流项所引起的迎风效应使对流扩散方程的数值求解变得困难。用传统的中心差分方法和标准的Galerkin有限元法求解往往会产生数值的振荡,尽管迎风差分格式能够消除对流项非对称效应引起的振荡现象,但它却“过量”的反应了解的情况,导致数值解的扩散。近年来人们关于这类方程数值方法的研究,大都倾向各种非标准的有限元法及差分法,如迎风有限元方法,特征有限元方法,流线扩散有限元法和特征差分法,广义差分法和有限体积法等。   考虑到“迎风效应”是由对流扩散方程中的不对称的对流项所引起的,本文直接从原定常对流占优扩散方程出发,通过指数变换,将其等价变换为守恒型扩散方程,然后利用有限体积法对扩散方程进行离散,从而建立了一种新型的差分格式。本文利用能量法证得一维对流扩散方程差分解的误差估计;对于二维对流扩散方程的新型差分格式,本文采用了极值原理、广义差分法及能量估计法三种方法来进行差分解的误差分析,并给出了数值实验结果。数值实验表明,本文差分格式的精度和收敛性是令人满意的,并且差分解没有出现数值振荡和扩散现象。  
其他文献
非线性奇异两点边值问题在数学物理的许多领域有重要作用,其解具有低正则性,通常仅在求解区间上连续,在奇异点处解的一阶导数甚至不存在,这为该方程的数值求解带来了极大的困难.
建筑工程审计具有强化审计质量和经济监督的职能,有助于规范工程建设运作,提高工程建设投入资金的使用效率。但是建筑工程审计中存在一些问题需要及时解决,这样才能充分发挥建筑
期刊
排序问题也称调度问题,是组合最优化中的一个重要分支.排序问题的一大特点是:模型繁多,适用于某一模型的算法,只要将模型的条件稍加变化,该算法即可能不适用.在许多排序问题中,安装
教学质量评价体系的建设与完善是教育教学中十分重要的工作,近几年来,随着网络化学习的不断发展,对其进行科学而客观的综合评价日益重要。对网络化教学的评价系统的建立,更是
学位