DSMC方法的速度空间与物理空间在Fortran编程中代码
时间: 2024-03-15 12:47:10 浏览: 16
下面是一个简单的Fortran程序示例,展示了如何实现DSMC方法的速度空间和物理空间之间的转换:
```
program DSMC
! 定义常量
integer, parameter :: nx = 100 ! 物理空间网格数
integer, parameter :: nv = 50 ! 速度空间网格数
real, parameter :: L = 1.0 ! 物理空间长度
real, parameter :: Vmax = 10.0 ! 最大速度
! 定义数组
real :: x(nx), v(nv), f(nv,nx), rho(nx), u(nx), T(nx)
! 初始化数组
x = [(i-1)*L/(nx-1), i=1,nx]
v = [(i-1)*Vmax/(nv-1), i=1,nv]
f = 0.0
rho = 1.0
u = 0.0
T = 1.0
! DSMC方法主循环
do i = 1, nstep
! 在速度空间中模拟碰撞过程
call collision(f, v, dt)
! 将速度分布函数转换到物理空间中
call velocity_to_physical(f, v, x, rho, u, T)
! 在物理空间中更新流场参数
call update_flow(rho, u, T, dt)
! 将流场参数转换回速度分布函数
call physical_to_velocity(f, v, x, rho, u, T)
end do
end program DSMC
! 在速度空间中模拟碰撞过程
subroutine collision(f, v, dt)
...
end subroutine collision
! 将速度分布函数转换到物理空间中
subroutine velocity_to_physical(f, v, x, rho, u, T)
...
end subroutine velocity_to_physical
! 在物理空间中更新流场参数
subroutine update_flow(rho, u, T, dt)
...
end subroutine update_flow
! 将流场参数转换回速度分布函数
subroutine physical_to_velocity(f, v, x, rho, u, T)
...
end subroutine physical_to_velocity
```
在以上代码中,我们定义了一个主程序`DSMC`,以及四个子程序`collision`、`velocity_to_physical`、`update_flow`和`physical_to_velocity`,分别用于模拟碰撞过程、将速度分布函数转换到物理空间中、在物理空间中更新流场参数以及将流场参数转换回速度分布函数。在主程序中,我们首先初始化了数组`x`、`v`、`f`、`rho`、`u`和`T`,并进入一个DSMC方法的主循环。在主循环中,我们依次调用四个子程序,以实现速度空间和物理空间之间的转换。