rayleigh taylor不稳定性流动cfd分析fortran代码

时间: 2024-05-07 11:20:48 浏览: 8
以下是一个简单的Fortran代码,可用于处理Rayleigh-Taylor不稳定性流动的CFD分析: ``` PROGRAM Rayleigh_Taylor IMPLICIT NONE INTEGER, PARAMETER :: Nx = 100, Ny = 100, Nt = 1000 REAL, PARAMETER :: dx = 0.1, dy = 0.1, dt = 0.01 REAL, PARAMETER :: g = 9.81, rho1 = 1.0, rho2 = 2.0, sigma = 0.1 REAL, DIMENSION(0:Nx+1, 0:Ny+1) :: u, v, p, rho, x, y INTEGER :: i, j, k REAL :: t ! Initialize variables x = (/ (i-1)*dx, i=0:Nx+1 /) y = (/ (j-1)*dy, j=0:Ny+1 /) rho(:,:) = rho1 rho(:,Ny/2+1:) = rho2 u = 0.0 v = 0.0 p = 0.0 ! Main time loop DO k = 1, Nt t = k*dt CALL UpdateVelocity(u,v,rho,p,dx,dy,dt,Nx,Ny,g,sigma) CALL UpdatePressure(p,u,v,rho,dx,dy,Nx,Ny) CALL UpdateDensity(rho,u,v,dx,dy,dt,Nx,Ny) IF (MOD(k,100) == 0) THEN WRITE(*,*) 'Time:', t DO j = 1, Ny DO i = 1, Nx WRITE(*,*) x(i), y(j), u(i,j), v(i,j), p(i,j), rho(i,j) END DO END DO END IF END DO END PROGRAM SUBROUTINE UpdateVelocity(u,v,rho,p,dx,dy,dt,Nx,Ny,g,sigma) IMPLICIT NONE REAL, INTENT(INOUT) :: u(Nx+2,Ny+2), v(Nx+2,Ny+2), rho(Nx+2,Ny+2), p(Nx+2,Ny+2) REAL, INTENT(IN) :: dx, dy, dt, g, sigma INTEGER, INTENT(IN) :: Nx, Ny INTEGER :: i, j REAL, DIMENSION(1:3,1:3) :: du, dv, dp REAL :: rho_avg, rho_diff DO j = 2, Ny+1 DO i = 2, Nx+1 rho_avg = 0.25*(rho(i-1,j) + rho(i+1,j) + rho(i,j-1) + rho(i,j+1)) rho_diff = 0.5*(rho(i,j+1) - rho(i,j-1)) du = (u(i+1:i+3,j) - 3.0*u(i:i+2,j) + u(i-1:i+1,j))/dx dv = (v(i+1:i+3,j) - 3.0*v(i:i+2,j) + v(i-1:i+1,j))/dx dp = (p(i+1:i+3,j) - 3.0*p(i:i+2,j) + p(i-1:i+1,j))/dx u(i,j) = u(i,j) + dt*(-dp/rho_avg + g*rho_diff + sigma*du(2,2)) u(i,j) = u(i,j) + dt*(-dp/rho_avg + g*rho_diff + sigma*dv(2,2)) END DO END DO END SUBROUTINE SUBROUTINE UpdatePressure(p,u,v,rho,dx,dy,Nx,Ny) IMPLICIT NONE REAL, INTENT(INOUT) :: p(Nx+2,Ny+2), u(Nx+2,Ny+2), v(Nx+2,Ny+2), rho(Nx+2,Ny+2) REAL, INTENT(IN) :: dx, dy INTEGER, INTENT(IN) :: Nx, Ny INTEGER :: i, j REAL :: rho_avg DO j = 2, Ny+1 DO i = 2, Nx+1 rho_avg = 0.25*(rho(i-1,j) + rho(i+1,j) + rho(i,j-1) + rho(i,j+1)) p(i,j) = p(i,j) - 0.5*dt*rho_avg*((u(i+1,j) - u(i-1,j))/(2.0*dx) & + (v(i,j+1) - v(i,j-1))/(2.0*dy)) END DO END DO END SUBROUTINE SUBROUTINE UpdateDensity(rho,u,v,dx,dy,dt,Nx,Ny) IMPLICIT NONE REAL, INTENT(INOUT) :: rho(Nx+2,Ny+2), u(Nx+2,Ny+2), v(Nx+2,Ny+2) REAL, INTENT(IN) :: dx, dy, dt INTEGER, INTENT(IN) :: Nx, Ny INTEGER :: i, j DO j = 2, Ny+1 DO i = 2, Nx+1 rho(i,j) = rho(i,j) - dt*((rho(i,j)*(u(i+1,j) - u(i-1,j))/(2.0*dx) & + rho(i,j)*(v(i,j+1) - v(i,j-1))/(2.0*dy))) END DO END DO END SUBROUTINE ``` 请注意,这只是一个简单的示例代码,可能需要进行修改和优化以满足您的具体要求。此外,您还需要提供适当的边界条件,例如,您可以使用周期性边界条件或壁面条件,具体取决于您的应用场景。

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