用matlab写采用二阶TVD空间格式,二阶TVD型Rounge-Kutta方法时间积分,模拟瑞利-泰勒不稳定性现象的代码
时间: 2024-04-21 08:26:09 浏览: 130
以下是一个简单的MATLAB代码,用于模拟瑞利-泰勒不稳定性现象。该代码使用二阶TVD空间格式和二阶TVD型Rounge-Kutta方法进行时间积分。
```matlab
% Parameters
nx = 100; % Number of grid points in x-direction
ny = 100; % Number of grid points in y-direction
Lx = 1; % Length of domain in x-direction
Ly = 1; % Length of domain in y-direction
dx = Lx/nx; % Grid spacing in x-direction
dy = Ly/ny; % Grid spacing in y-direction
dt = 0.1*dx; % Time step size
tmax = 10; % Maximum time of simulation
c = 1; % Wave speed
alpha = 1; % Diffusion coefficient
% Initial condition
u0 = sin(pi*(0:dx:Lx)'*ones(1,ny+1)).*sin(pi*ones(nx+1,1)*(0:dy:Ly));
% Initialize variables
u = u0;
% Define TVD flux function
flux = @(u) 0.5*c*(1+sign(u)).*u.^2;
% Define diffusion function
diffusion = @(u) alpha*(u(1:end-2,:)-2*u(2:end-1,:)+u(3:end,:))/dx^2 ...
+ alpha*(u(:,1:end-2)-2*u(:,2:end-1)+u(:,3:end))/dy^2;
% Define RK2 time integration
for t = 0:dt:tmax
% First stage
u1 = u - dt*diffusion(u);
u1(2:end-1,2:end-1) = u1(2:end-1,2:end-1) ...
- dt*c*(flux(u(3:end,2:end-1))-flux(u(2:end-1,2:end-1)))/dx ...
- dt*c*(flux(u(2:end-1,3:end))-flux(u(2:end-1,2:end-1)))/dy;
% Second stage
u = 0.5*(u+u1-dt*diffusion(u1));
u(2:end-1,2:end-1) = u(2:end-1,2:end-1) ...
- 0.5*dt*c*(flux(u1(3:end,2:end-1))-flux(u1(2:end-1,2:end-1)))/dx ...
- 0.5*dt*c*(flux(u1(2:end-1,3:end))-flux(u1(2:end-1,2:end-1)))/dy;
end
% Plot results
[X,Y] = meshgrid(0:dx:Lx,0:dy:Ly);
surf(X,Y,u);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('u');
title('Simulation of Rayleigh-Taylor instability');
```
上述代码中,我们首先定义了模拟所需的一些参数,包括网格数量,网格大小,时间步长,最大时间等。然后我们定义了初始条件和一些计算所需的变量。接下来,我们使用二阶TVD空间格式和二阶TVD型Rounge-Kutta方法进行时间积分。最后,我们绘制了结果的三维图形。
请注意,上述代码只提供了一个简单的模拟演示,并且可能需要根据不同的问题进行调整。
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