气体数值模拟matlab代码
时间: 2023-09-16 20:08:01 浏览: 52
以下是一个简单的气体数值模拟的 MATLAB 代码示例,用于计算在一个矩形区域内的气体的速度和压力分布:
```matlab
% 定义模拟参数
nx = 50; % x方向网格数
ny = 50; % y方向网格数
L = 1; % 区域长度
H = 1; % 区域宽度
dx = L/nx; % x方向网格间距
dy = H/ny; % y方向网格间距
dt = 0.001; % 时间步长
tend = 1; % 模拟结束时间
% 定义初始条件
rho = ones(nx,ny); % 密度
u = zeros(nx,ny); % x方向速度
v = zeros(nx,ny); % y方向速度
p = ones(nx,ny); % 压力
% 定义气体参数
gamma = 1.4; % 比热比
Cv = 1/(gamma-1); % 定容比热
Cp = gamma*Cv; % 定压比热
% 循环模拟
for t=0:dt:tend
% 计算速度和压力的梯度
[dudx,dudy] = gradient(u,dx,dy);
[dvdx,dvdy] = gradient(v,dx,dy);
[dpx,dpy] = gradient(p,dx,dy);
% 计算密度和温度
rho = p./(Cv*u+v); % 密度
T = p./(rho*Cp); % 温度
% 计算压力和速度的变化
dpdt = -rho.*(dudx+dvdy); % 压力变化
dudt = -dpx./rho; % x方向速度变化
dvdt = -dpy./rho; % y方向速度变化
% 更新速度和压力
u = u + dudt*dt;
v = v + dvdt*dt;
p = p + dpdt*dt;
end
% 绘制速度和压力分布图
x = linspace(0,L,nx);
y = linspace(0,H,ny);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
figure
subplot(2,1,1)
quiver(X,Y,u',v');
title('速度分布')
xlabel('x')
ylabel('y')
subplot(2,1,2)
contourf(X,Y,p');
title('压力分布')
xlabel('x')
ylabel('y')
colorbar
```
这个示例代码使用了有限差分法来计算速度和压力的梯度,以及更新速度和压力的变化。在模拟开始时,我们定义了模拟参数、初始条件和气体参数。在循环中,我们首先计算了密度和温度,然后计算了压力和速度的变化,并使用它们来更新速度和压力。最后,我们绘制了速度和压力分布图。