ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 4: Εξίσωση διάχυσης

Σχετικά έγγραφα
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 8: Ανάλυση ευστάθειας & Συναγωγή και διάχυση

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 9: Συναγωγή και διάχυση (συνέχεια)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 6: Εξίσωση διάχυσης (συνέχεια)

Διάλεξη 13: Σχήματα ανώτερης τάξης Οριακές συνθήκες για προβλήματα συναγωγήςδιάχυσης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 3: Περιγραφή αριθμητικών μεθόδων (συνέχεια)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 2: Περιγραφή αριθμητικών μεθόδων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 10: Συναγωγή και διάχυση (συνέχεια)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 16: O αλγόριθμος SIMPLE (συνέχεια)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 7: Εξίσωση μη-μόνιμης διάχυσης (συνέχεια)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 15: O αλγόριθμος SIMPLE

Κεφάλαιο 6. Εισαγωγή στη µέθοδο πεπερασµένων όγκων επίλυση ελλειπτικών και παραβολικών διαφορικών εξισώσεων

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Σημειώσεις Μαθήματος. Διάλεξη 10: Ολοκλήρωση Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων: Προβλήματα Συνοριακών Τιμών Μίας Διάστασης (1D)

Αριθμητική επίλυση του προβλήματος της Αγωγής Θερμότητας.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 12: Σχήματα ανώτερης τάξης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ. Διάλεξη 1: Εξισώσεις διατήρησης

Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις προβλήματα οριακών τιμών

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Διάλεξη 11: Ανώτερης τάξης σχήματα στη μόνιμη συναγωγή

Λύσεις Εξετάσεων Φεβρουαρίου Ακ. Έτους

Κεφ. 7: Επίλυση ελλειπτικών διαφορικών εξισώσεων με πεπερασμένες διαφορές

Επίλυση παραβολικών διαφορικών εξισώσεων με πεπερασμένες διαφορές

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΜΑΖΑΣ

ΧΡΟΝΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ. Για την επίλυση χρονομεταβαλλόμενων προβλημάτων η διακριτοποίηση στο χώρο γίνεται με πεπερασμένα στοιχεία και είναι της μορφής:

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ

ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΔΥΟ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ

L = T V = 1 2 (ṙ2 + r 2 φ2 + ż 2 ) U (3)

Κεφ. 6Α: Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις - προβλήματα δύο οριακών τιμών

ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

Κεφάλαιο 2. Μέθοδος πεπερασµένων διαφορών προβλήµατα οριακών τιµών µε Σ Ε

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 6: ΜΗ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΟ ΟΡΙΟ ΣΤΟ

Φυσική για Μηχανικούς

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

Κεφ. 6Β: Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις (ΣΔΕ) - προβλήματα αρχικών τιμών

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΤΗ ΝΑΥΠΗΓΙΚΗ ΚΑΙ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Κεφ. 7: Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις (ΣΔΕ) - προβλήματα αρχικών τιμών

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

4 ΣΥΝΕΧΗ ΣΤΟ ΧΡΟΝΟ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

IV.13 ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ 1 ης ΤΑΞΕΩΣ

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Κλασική Hλεκτροδυναμική

Φόρτος εργασίας. 4 ( ώρες): Επίπ εδο μαθήματος: Ώρες διδασκαλίας: 7 διδασκαλίας εβδομαδιαίως:

Αριθμητική παραγώγιση εκφράσεις πεπερασμένων διαφορών

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις έβδομου φυλλαδίου ασκήσεων.

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 11. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Ο Μετασχηματισμός Ζ. Ανάλυση συστημάτων με το μετασχηματισμό Ζ

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Υδραυλική των Υπόγειων Ροών

Λογισμός 3. Ενότητα 18: Θεώρημα Πεπλεγμένων (Ειδική περίπτωση) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Ξέρουμε ότι: Συνάρτηση-απεικόνιση με πεδίο ορισμού ένα σύνολο Α και πεδίο τιμών ένα σύνολο Β είναι κάθε μονοσήμαντη απεικόνιση f του Α στο Β.

Ενότητα 6. Προγραμματισμός με Εφαρμογές στην Επιστήμη του Μηχανικού. Σιέττος Κωνσταντίνος

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Πίνακας Περιεχομένων 7

Σχόλιο. Κατασκευή των τροχιών της δισδιάστατης γραμμικής δυναμικής.

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 7: Μετασχηματισμός Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Αριθµητική Ολοκλήρωση

ΜΕΜ251 Αριθμητική Ανάλυση

Κεφάλαιο 1 Βασικές αρχές µελέτης των κατασκευών 1

4. Παραγώγιση πεπερασμένων διαφορών Σειρά Taylor Πολυωνυμική παρεμβολή

21/11/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 06. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

p = p n, (2) website:

Λύση Εξίσωσης Laplace: Χωρισμός Μεταβλητών

Διαφορικές Εξισώσεις.

Πεπερασμένες Διαφορές.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ

B X Y : T X Y = U i V i : U i T X, V i T Y. (x, y) (U 1 V 1 ) (U 2 V 2 ) = (U 1 U 2 ) (V 1 V 2 ) B X Y. ((0, 2) (1, 3)) ((1, 3) (1, 2)) B X B Y

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ

QR είναι ˆx τότε x ˆx. 10 ρ. Ποιά είναι η τιµή του ρ και γιατί (σύντοµη εξήγηση). P = [X. 0, X,..., X. (n 1), X. n] a(n + 1 : 1 : 1)

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ (Γ Λυκείου) α) νδο η συνάρτηση f '' = c. (Υπόδ: παραγωγίζω την δοσμένη σχέση 2 φορές)

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΡΕΥΣΤΑ. Φυσική Θετικού Προσανατολισμου Γ' Λυκείου

Αριθμητική Ολοκλήρωση της Εξίσωσης Κίνησης

a n = 3 n a n+1 = 3 a n, a 0 = 1

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Κεφ. 6: Επίλυση ελλειπτικών διαφορικών εξισώσεων με πεπερασμένες διαφορές προβλήματα οριακών τιμών

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ , Β= 1 y, όπου y 0. , όπου y 0.

1.1. Διαφορική Εξίσωση και λύση αυτής

ΚΟΡΕΣΜΕΝΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΡΥΠΟΥ ΛΟΓΩ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ. Σχόλιο: ίδια έκφραση για ροή ρευστού σε αγωγό ή πορώδες μέσο V V

7. ΑΝΩΜΑΛΑ ΣΗΜΕΙΑ, ΠΟΛΟΙ ΚΑΙ ΤΟ ΘΕΩΡΗΜΑ ΤΩΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΙΠΩΝ. και σε κάθε γειτονιά του z

2g z z f k k z z f k k z z V D 2g 2g 2g D 2g f L ka D

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

Μακροσκοπική ανάλυση ροής

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

35 Χρήσιμες Προτάσεις με αποδείξεις Γ Λυκείου Μαθηματικά Κατεύθυνσης

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ

Αριθμητικές μέθοδοι σε ταλαντώσεις μηχανολογικών συστημάτων

OΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Παρεμβολή πραγματικού χρόνου σε συστήματα CNC

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΜΑΖΑΣ ΘΕΣΗΣ ΚΕΝΤΡΟΥ ΜΑΖΑΣ ΡΟΠΗΣ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ ΣΩΜΑΤΩΝ

MEM 253. Αριθμητική Λύση ΜΔΕ * * *

I.3 ΔΕΥΤΕΡΗ ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ-ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ

Ηλεκτρική ροή. Εμβαδόν=Α

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά

προβλήµατα ανάλυσης ροής

Η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων για την εξίσωση της θερμότητας

Υπολογισμός συνάρτησης μεταφοράς σε Υδραυλικά συστήματα. Αντίσταση ροής υγρού. Μανομετρικό Υψος h. Υψος h2. Ροή q

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ Διάλεξη 4: Εξίσωση διάχυσης Χειμερινό εξάμηνο 2008

Προηγούμενη παρουσίαση... 1. Εξετάσαμε τις μεθόδους των πεπερασμένων διαφορών, πεπερασμένων όγκων και πεπερασμένων στοιχείων 2. Είδαμε τρόπους λύσης του γραμμικού συστήματος 3. Ορίσαμε τις ιδιότητες της ακρίβειας (ccurcy), συνέπειας (consistency), ευστάθειας (stility) και σύγκλισης (convergence) του αριθμητικού σχήματος

Οργάνωση παρουσίασης Θα συνεχίσουμε: Εφαρμόζοντας την μέθοδο των περασμένων όγκων στην εξίσωση της μόνιμης διάχυσης σε Καρτεσιανό δομημένο πλέγμα Θα εξετάσουμε τις ιδιότητες τις τελικής διακριτοποίησης Θα εξετάσουμε πως να διακριτοποιούμε οριακές συνθήκες

Μόνιμη διάχυση (stedy-stte diffusion) σε δύο διαστάσεις Θεωρούμε μόνιμη διάχυση με ένα όρο πηγής: J =S Όπου J = Γ ϕ = i + x y j Ολοκληρώνοντας στον όγκο ελέγχου έχουμε: ΔV JdV = ΔV SdV

Μόνιμη διάχυση (συνέχεια) Εφαρμόζοντας το θεώρημα της απόκλισης (θεώρημα Guss) έχουμε: A J da = ΔV SdV

Ισορροπία διακριτοποιημένων ροών Γράφουμε το ολοκλήρωμα στον όγκο ελέγχου και έχουμε: ( J A) ( J A) ( J A) ( J A) + + + = SΔV e w n s ή σε συμπυκνωμένη μορφή: J f = e, w, n, s f A = SΔV f

Ισορροπία διακριτοποιημένων ροών (συνέχεια) Τα διανύσματα των πλευρών (re vectors) δίνονται από: A A e w =Δyi = Δyi Τελικά οι ροές δίνονται ως: J J ϕ A = Γ Δy x e e e ϕ A Δy x w w w e w

Διακριτοποίηση Υποθέτουμε ότι η ποσότητα φ μεταβάλλετε γραμμικά μεταξύ των κέντρων των κελιών, τότε: J J A ϕe = Γ Δy e e e A w w w ϕp Δy ϕ ( δ x) ( δ x) e ϕ P W w Σημειώσεις Υπάρχει συμμετρία μεταξύ των (P,E) και (P,W) στις εκφράσεις των ροών Διαφορετικά πρόσημα στους όρους (P,E) και (P,W).

Γραμμικοποίηση πηγών Ο όρος πηγής μπορεί να διακριτοποιηθεί ως: S = Sc + Spϕ p Θεωρούμε ότι S p < 0, θα δούμε αργότερα το λόγο

Τελική γραμμική εξίσωση ϕ = ϕ + ϕ + ϕ + ϕ + p p E E W W N N S S Όπου: E W N S e s w n ( δ x) ( δ x) ( δ y) ( δ y) e s w n p E W N S p C Δy Δy Δx Δx = + + + S ΔxΔy = S ΔxΔy

Σχόλια Η διακριτή εξίσωση δείχνει την ισορροπία του γινομένου ροή*επιφάνεια με την παραγωγή μέσα στον όγκο ελέγχου Όπως και στην περίπτωση της μονοδιάστατης ροής χρειαζόμαστε ροές στις πλευρές του κελιού Οι ροές μπορούν να γραφούν σε σχέση με τις τιμές στο κέντρο του κελιού υποθέτοντας κάποιου είδους προφίλ για τη φ.

Σχόλια (συνέχεια) Ο φορμαλισμός που χρησιμοποιήθηκε είναι συντηρητικός: Οι διακριτοποιημένες εξισώσεις προέκυψαν θέτοντας την αρχή της διατήρησης. Οι ροές ισορροπούν τους όρους πηγής για οσοδήποτε αραιό πλέγμα. Για ένα δομημένο πλέγμα, κάθε σημείο P συνδέεται με τα τέσσερα γειτονικά του. Τα σημεία στις γωνίες του κελιού δεν εισάγονται στη διακριτοποίηση.

Ιδιότητες της διακριτοποίησης Οι συντελεστές P και n έχουν το ίδιο πρόσημο: Αυτό σημαίνει ότι όταν οι τιμές στα γειτονικά σημεία του φ αυξάνονται, και το φ αυξάνεται Αν S =0: p = n n ϕ p n = ϕ n n p Άρα η ποσότητα φ είναι περιορισμένη (ounded) από τις τιμές των γειτονικών σημείων, κάτι που είναι σε συνέπεια με τις γενικές ιδιότητες των ελλειπτικών μερικών διαφορικών εξισώσεων

Ιδιότητες της διακριτοποίησης (συνέχεια) Τι γίνεται σχετικά με το κριτήριο Scrorough; Ικανοποιείται στην ισότητα E + P W 1 Για όλα τα σημεία του πλέγματος < 1 Σε ένα τουλάχιστον σημείο Τι γίνεται σχετικά με αυτό;

Οριακές συνθήκες (BCs) A = Δyi Ισορροπία ροών: ( J A) ( J A) ( J A) ( J A) + + + = SΔV e n s J = Γ ϕ x Διαφορετικές οριακές συνθήκες απαιτούν διαφορετικές μορφές για το J

Dirichlet BCs Στις οριακές συνθήκες τύπου Dirichlet η τιμή της φ στο όριο είναι δεδομένη: φ = φ δοσμένη J A ϕp Δy ϕ ( δ x) Βάζουμε αυτά τη τιμή για τη ροή στο ισοζύγιο της ισορροπίας ροών στο κελί κοντά στο τοίχο

Dirichlet BCs (συνέχεια) Όπου: ϕ = ϕ + ϕ + ϕ + p p E E N N S S E N S e s n Δy ( δ x) Δx ( δ y) Δx ( δ y) Δy ( δ x) e s n = + + + S ΔxΔy p E N S p = ϕ + S ΔxΔy C Γιατακελιάπου βρίσκονται κοντά στο όριο: p > n n Άρα το κριτήριο του Scrorough ικανοποιείται! Επίσης, όταν δεν υπάρχουν όροι πηγής η τιμή του φ P είναι φραγμένη μεταξύ των εσωτερικών και των οριακών τιμών.

Neumnn BCs Στις οριακές συνθήκες τύπου Neumnn η τιμήτηςροήςστο όριο είναι δεδομένη : q,given J A = q Δy, given Αντικαθιστούμε την τιμή της ροής J στην εξίσωση της ισορροπίας στο κελί με τη γνωστή ροή

Neumnn BCs (συνέχεια) Όπου: ϕ = ϕ + ϕ + ϕ + p p E E N N S S E N S e s n, given Δy ( δ x) Δx ( δ y) Δx ( δ y) p E N S p e s n = + + S ΔxΔy = q Δ y+ S ΔxΔy C Γιατακελιάπουέχουντις οριακές συνθήκες τύπου Neumnn : p = Άρα το κριτήριο του Scrorough δεν ικανοποιείται στην περίπτωση των οριακών συνθηκών τύπου Neumnn! n n Επίσης, ακόμη και όταν δεν υπάρχουν όροι πηγής η τιμή του φ P δεν είναι φραγμένη μεταξύ των εσωτερικών και των οριακών τιμών. Αυτό είναι λογικό επειδή εισάγεται ροή μέσω του ορίου.

Οριακές τιμές και ροές Όταν επιλύσουμε για τις εσωτερικές τιμές της φ, μπορούμε να υπολογίσουμε τις οριακές τιμές τις ροής για τις οριακές συνθήκες τύπου Dirichlet χρησιμοποιώντας τη σχέση: J A ϕp Δy ϕ ( δ x) Ομοίως, για οριακές συνθήκες τύπου Neumnn, μπορούμε να βρούμε τις τιμές στο όριο για τη φ χρησιμοποιώντας τη σχέση: ϕ = q ( Γ δ x ) ( Γ δ x ) given, P ϕ

Επίλογος Στη παρούσα διάλεξη» Περιγράψαμε την διαδικασία διακριτοποίησης για την εξίσωση διάχυσης σε Καρτεσιανά υπολογιστικά πλέγματα» Είδαμε ότι η τελική διαδικασία διακριτοποίησης ικανοποιεί τις ιδιότητες των ελλειπτικών εξισώσεων» Επειδή όταν χρησιμοποιούμε οριακές συνθήκες τύπου Dirichlet έχουμε το τελικό σύστημα με κυρίαρχη διαγώνιο μπορούμε να χρησιμοποιούμε επαναληπτικούς επιλυτές Την επόμενη φορά θα εξετάσουμε ένα ακόμη τύπο οριακών συνθηκών (Roins ή μικτές οριακές συνθήκες), γραμμικοποίηση πηγών και συνδυασμένη μετάδοση θερμότητας (conjugte het trnsfer)