采用迎风格式,用python计算一维线性平流方程数值解
时间: 2023-08-15 07:34:47 浏览: 226
一维线性对流有限差分:使用五种有限差分方案的选择来求解一维线性对流方程。-matlab开发
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好的,针对你的问题,我可以为你提供一段使用迎风格式计算一维线性平流方程数值解的 Python 代码。代码如下:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义计算网格
nx = 101
nt = 100
dx = 2 / (nx - 1)
dt = 0.02
c = 1
# 初始化网格
x = np.linspace(0, 2, nx)
u = np.ones(nx)
mask = np.where(np.logical_and(x >= 0.5, x <= 1))
u[mask] = 2
# 进行迭代计算
for n in range(nt):
un = u.copy()
for i in range(1, nx):
u[i] = un[i] - c * dt / dx * (un[i] - un[i-1])
u[0] = 1 # 边界条件
u[-1] = 1 # 边界条件
# 绘制结果图像
plt.plot(x, u, color='#003366', ls='-', lw=3)
plt.ylim([0, 2.5])
plt.xlabel('Distance')
plt.ylabel('Velocity')
plt.title('Linear Convection')
plt.show()
```
这段代码实现了迎风格式求解一维线性平流方程的数值解,并将结果绘制成图像。其中,`nx` 和 `nt` 分别是网格数和时间步数,`dx` 和 `dt` 分别是空间和时间步长,`c` 是波速,`x` 是网格点的坐标,`u` 是解向量。在代码中,我们用 `np.where()` 函数定义了一个条件,对应着初始条件中的不同值域,然后在每个时间步中,按照迎风格式对解向量进行迭代更新。最后,我们使用 Matplotlib 绘制了结果图像,展示了波包的传播情况。
希望这段代码能够帮助到你!如果你还有什么问题,可以随时向我提出。
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