非饱和稳态渗流有限元matlab代码
时间: 2023-11-25 19:37:27 浏览: 315
下面是一个用MATLAB实现非饱和稳态渗流有限元方法的简单代码示例:
```matlab
% 输入参数
L = 1; % 模型长度
H = 1; % 模型高度
N = 20; % 离散节点数
% 初始化节点坐标和单元连接关系
x = linspace(0, L, N+1);
y = linspace(0, H, N+1);
[X, Y] = meshgrid(x, y);
nodes = [X(:), Y(:)];
elements = delaunay(nodes);
% 初始化材料参数
K = 1; % 渗透率
n = 0.5; % 非饱和系数
% 初始化边界条件
bc_left = 0;
bc_right = 1;
bc_bottom = 0;
bc_top = 0.5;
% 初始化矩阵和向量
A = zeros(N*N);
b = zeros(N*N, 1);
% 组装刚度矩阵和载荷向量
for i = 1:size(elements, 1)
ele = elements(i, :);
x1 = nodes(ele(1), 1);
x2 = nodes(ele(2), 1);
x3 = nodes(ele(3), 1);
y1 = nodes(ele(1), 2);
y2 = nodes(ele(2), 2);
y3 = nodes(ele(3), 2);
area = abs((x2-x1)*(y3-y1) - (x3-x1)*(y2-y1)) / 2;
% 计算局部刚度矩阵和载荷向量
local_A = (K / n) * [1, -1, 0; 0, 1, -1; -1, 0, 1];
local_b = [bc_right; bc_top; bc_left] * area / 3;
% 组装全局刚度矩阵和载荷向量
A(ele, ele) = A(ele, ele) + local_A;
b(ele) = b(ele) + local_b;
end
% 处理边界条件
for i = 1:N+1
node = i;
A(node, :) = 0;
A(node, node) = 1;
b(node) = bc_bottom;
end
% 解线性方程组
phi = A \ b;
% 可视化结果
trisurf(elements, nodes(:,1), nodes(:,2), phi);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('phi');
```
这段代码实现了一个简单的二维非饱和稳态渗流有限元模拟。它使用了三角剖分方法来离散化模型,并通过组装刚度矩阵和载荷向量来解决有限元方程。最后,通过解线性方程组得到了节点上的非饱和度变量 phi,并使用 trisurf 函数进行可视化。请注意,这只是一个简单的示例,实际应用中可能需要考虑更多的参数和边界条件。
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