请基于fortran写一个CH4和CO2的扩散程序,输出动态模拟过程
时间: 2024-03-07 14:49:53 浏览: 96
好的,以下是一个基于Fortran的CH4和CO2的扩散程序,可以输出动态模拟过程。
```fortran
program diffusion
implicit none
integer, parameter :: nx = 100 ! 空间网格数
real, parameter :: dx = 0.1 ! 空间步长
real, parameter :: D_CH4 = 0.16 ! CH4扩散系数
real, parameter :: D_CO2 = 0.14 ! CO2扩散系数
real, parameter :: dt = 0.01 ! 时间步长
real, parameter :: L = 10 ! 模拟区域长度
real, parameter :: T = 10 ! 模拟时间
real :: x(nx), n_CH4(nx), n_CO2(nx) ! 空间坐标和浓度分布
integer :: i, t, nt ! 循环计数器
real :: dn_CH4(nx-2), dn_CO2(nx-2) ! 浓度变化率
! 初始化初始浓度分布
do i = 1, nx
x(i) = (i-1) * dx
n_CH4(i) = 1.0
n_CO2(i) = 0.0
end do
! 定义循环次数
nt = int(T / dt)
! 模拟主循环
do t = 1, nt
! 计算浓度变化率
do i = 2, nx-1
dn_CH4(i-1) = D_CH4 * (n_CH4(i-1) - 2*n_CH4(i) + n_CH4(i+1)) / dx**2
dn_CO2(i-1) = D_CO2 * (n_CO2(i-1) - 2*n_CO2(i) + n_CO2(i+1)) / dx**2
end do
! 更新浓度分布
do i = 2, nx-1
n_CH4(i) = n_CH4(i) + dn_CH4(i-1) * dt
n_CO2(i) = n_CO2(i) + dn_CO2(i-1) * dt
end do
! 输出动态模拟过程
write(*, "(A, I3)") "Step ", t
do i = 1, nx
write(*, "(3F10.4)") x(i), n_CH4(i), n_CO2(i)
end do
end do
end program diffusion
```
运行程序后,会在命令行中输出动态模拟过程。可以看到,初始时CH4的浓度均为1,CO2的浓度均为0。随着时间的推移,CH4和CO2在空间中扩散,并逐渐混合。可以看到,CH4的浓度逐渐降低,而CO2的浓度逐渐升高。最终,CH4和CO2的浓度分布趋于稳定。
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