C/C++程序详解:一维可压缩黏性流动的数值解法与Fortran代码示例

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本资源是一份针对计算流体力学初学者的实用教程,重点介绍了如何用C语言和Fortran语言实现一维可压缩黏性流动问题的数值求解。一维可压缩黏性流动是气体动力学中的经典问题,涉及超声速流体在管道中形成的激波现象。核心内容包括: 1. 问题描述:研究的对象是在两端开口的管道中流动的可压缩黏性流体,当流体以超声速向右移动时,会产生稳定的激波。这个问题简化为一维情况,需要通过数值方法求解。 2. 方程组与边界条件:基础的数学模型是基于一维可压缩黏性流动的连续方程,包括质量守恒、动量方程和能量方程。初始条件设定在某个时间点,物理量通过线性插值确定,边界条件分别在左边界(流体进入)和右边界(流体流出)给出。 3. 数值求解方法:使用二阶迎风型有限体积法,这是差分格式的一种,对于对流项提供高精度的处理。公式详细地定义了空间离散化的过程,包括特征向量的计算以及流通量矢量的非线性项的系数矩阵和其特征值。 4. 编程实现:C语言和Fortran语言的程序代码提供了具体的实践指导,对于想要学习和实践计算流体力学的读者来说,这是一个宝贵的资源,可以帮助他们理解理论并将其应用到实际计算中。 这份教程不仅包含了理论分析,还提供了实际的编程示例,对于初学者来说,无论是理论学习还是编程实践,都能从中获益良多。通过理解和编写这些程序,学习者可以加深对计算流体力学的理解,并掌握基本的数值求解技巧。