用隐式六点差分格式为(u_j^n+1-u_j^n)/dt+(u_j+1^n+1-u_j+1^n)/dt+(u_j+1^n+1-u_j-1^n+1)/2dh+(u_j+1^n-u_j-1^n)/2dh=0解决一维对流方程的matlab编程实例
时间: 2024-02-25 13:52:49 浏览: 119
好的,以下是使用隐式六点差分格式求解一维对流方程的Matlab编程实例:
```matlab
% 定义参数
L = 1; % 区间长度
T = 1; % 时间长度
c = 1; % 对流速度
dx = 0.01; % 空间步长
dt = 0.001; % 时间步长
x = 0:dx:L; % 空间网格
t = 0:dt:T; % 时间网格
n = length(x); % 空间网格数
m = length(t); % 时间网格数
% 初始化
u = zeros(n, m); % 空间网格和时间网格的解
u(:,1) = sin(pi*x); % 初值条件
% 构建系数矩阵
r = c*dt/(2*dx);
A = diag(1+2*r*ones(n-2,1)) + diag(-r*ones(n-3,1),1) + diag(-r*ones(n-3,1),-1);
A(1,1) = 1+r;
A(n-1,n-1) = 1+r;
A(n-1,n-2) = -r;
A(n-2,n-1) = -r;
% 使用隐式六点差分格式求解
for j = 1:m-1
b = u(2:n-1,j) + r*(u(3:n,j)-u(1:n-2,j));
u(2:n-1,j+1) = A\b;
end
% 绘制图像
for j = 1:m
plot(x, u(:,j));
axis([0 L -1 1]);
pause(0.01);
end
```
在上面的代码中,我们首先定义了一些基本参数,如区间长度、时间长度、对流速度、空间步长和时间步长等。然后初始化解为0,并且给出了初值条件。接着,我们构建了系数矩阵$A$,然后使用隐式六点差分格式求解,即将方程转化为$A\mathbf{u}^{n+1}=\mathbf{b}$的形式,其中$\mathbf{b}$是右侧的向量。最后,我们绘制了每一时间步的解,可以看到解随着时间的推移而发生变化。
希望这个例子对你有所帮助!
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