帮我写一个关于保单调(monotonicity preserving)WENO格式的代码
时间: 2024-03-23 21:37:30 浏览: 116
好的,这是一个简单的Python代码,用于实现保单调WENO格式求解一维非线性对流方程。请注意,这只是一个示例代码,您需要根据具体情况进行修改。
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 设置网格参数
nx = 100
dx = 1 / nx
x = np.linspace(0, 1, nx+1)
# 设置时间参数
nt = 100
dt = 0.01
t = np.linspace(0, nt*dt, nt+1)
# 设置初始条件
u0 = np.sin(2 * np.pi * x)
# 定义WENO重构函数
def WENO_reconstruction(u, eps=1e-6):
# 计算各个单元的左右斜率
ul = (u[1:] - u[:-1]) / dx
ur = (u[2:] - u[1:-1]) / dx
# 计算左右斜率的平方和
alphal = (eps + ul**2) / (eps + (ul**2 + ur**2))
alphar = (eps + ur**2) / (eps + (ul**2 + ur**2))
# 计算各个单元的重构值
ulr = np.zeros_like(u)
ulr[1:-1] = alphal[:-1] * (3/2*u[:-2] - 1/2*u[1:-1]) + alphar[:-1] * (1/2*u[:-2] + 1/2*u[1:-1])
ulr[0] = u[0]
ulr[-1] = u[-1]
return ulr
# 定义WENO格式求解函数
def WENO_solver(u0, nt, dt):
u = u0.copy()
for i in range(nt):
# 计算当前时刻的重构值
ulr = WENO_reconstruction(u)
# 计算当前时刻的通量
f = ulr**2 / 2
# 计算当前时刻的数值通量
flux = (f[1:] + f[:-1]) / 2 - 1/2 * np.abs(ulr[1:]) * (u[1:] - u[:-1])
# 计算下一个时刻的数值解
u[1:-1] = u[1:-1] - dt / dx * (flux[1:] - flux[:-1])
# 边界处理
u[0] = u[-2]
u[-1] = u[1]
return u
# 求解非线性对流方程
u = WENO_solver(u0, nt, dt)
# 绘制数值解图像
plt.plot(x, u0, 'b--', label='Initial')
plt.plot(x, u, 'r-', label='Numerical')
plt.legend()
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('u')
plt.title('Nonlinear Convection Equation with WENO')
plt.show()
```
请注意,上述代码只是一个示例,您需要根据实际情况进行修改,比如修改初始条件、时间步长和网格大小等。此外,也需要注意数值格式的精度和稳定性,以免出现数值震荡或不收敛的情况。
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