使用精确的一维黎曼求解器解决一维欧拉气体方程。该解决方案基于Fortran代码的学术教材。
一维精确黎曼求解器-matlab开发
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[m frac{partial c}{partial t} + frac{partial }{partial x} left( f(x,t,u, frac{partial u}{partial x}) right) = s(x,t,u, frac{partial u}{partial x}) ]
其中,时间范围为 (0 leq t leq t_f), 空间范围为 (a leq x leq b)。参数m表示问题的对称性,可取0(平板)、1(圆柱)或2(球体)。当(m > 0)时,a必须等于b,表示圆柱或球体的对称性。
方程式中各项的含义如下:
(f(x,t,u, frac{partial u}{partial x})) 表示流通量(flux)。
(s(x,t,u, frac{partial u}{partial x})) 表示来源项(source)。
(c(x,t,u, frac{partial u}{partial x})) 表示偏微分方程的对角线系数矩阵。对角线元素为0表示椭圆型偏微分方程,为正值表示抛物型偏微分方程。
离散化方法
类似于抛物型方程的处理方法,我们将xt平面剖分成矩形网格,x方向步长为h,t方向步长为τ。通过不同的差商近似偏导数,可以得到方程的不同差分格式,并结合离散化的初始条件,得到最终的差分格式。
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1. 准备工作
在开始解算之前,需要确保MATLAB环境的基本配置正确,特别是数值求解工具箱的完整安装。
2. 建立方程模型
该步骤重点在于定义非线性积分微分方程,明确边界条件,并使用Dirichlet边界条件对模型进行约束。
3. 使用UPPSALATOR解算
通过UPPSALATOR的工具集,我们可以高效地解算设定的PDE问题,使用非线性求解方法获得结果。
4. 结果分析
获得解算结果后,通过可视化方法分析不同参数设置对解的影响,进一步优化模型。
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