2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Коэффициенты прогонки на границе двух сред
Сообщение20.08.2015, 13:59 
Аватара пользователя


30/08/12
23
Строю разностную схему уравнения теплопроводности для двумерного случая двухслойного материала с функцией источника. Вводим условие IV рода на границе сред, которая находится в $x = x'$:
$\left\{
\begin{array}{rl}
U_{1, i'} = U_{2, i'},\\
-\lambda_{1}\tfrac{\delta U_{1}}{\delta x}=-\lambda_{2}\tfrac{\delta U_{2}}{\delta x} & x = x',
\end{array}\right.$
где $\lambda$ – коэффициент теплопроводности среды.
Для простоты рассматриваю сначала одномерный случай без дополнительного источника тепла:
$\tfrac{\delta U}{\delta t}=a\tfrac{\delta^2 U}{\delta x^2}$, где $a=\tfrac{\lambda}{\rho c}$ – коэффициент температуропроводности.
Разложим функцию теплопроводности в окрестностях точки границы сред в ряд Тейлора до членов второго порядка относительно пространственного шага:
$U_2^{n+1} = U_1^{n+1} + h\tfrac{\delta U}{\delta x} + h^2\tfrac{\delta^2 U}{\delta x^2} $.
Подставим производную второго порядка и получим:
$\tfrac{\delta U}{\delta x} = \tfrac{U_2^{n+1} - U_1^{n+1}}{h} - \tfrac{h}{2a}\tfrac{\delta U}{\delta t}$
Подставим в систему для получения коэффициентов прогонки:
$\left\{
\begin{array}{rl}
-\lambda_{1}\tfrac{\delta U_{1}}{\delta x}=-\lambda_{2}\tfrac{\delta U_{2}}{\delta x},\\
U_{i'-1} = \alpha_{i'-1} U_{i'} + \beta_{i'-1}
\end{array}\right.$
Если же то же самое надо проделать для двумерного случая с источником тепла, то есть для задачи:
$\rho c \tfrac{\delta U}{\delta t} - \lambda (\tfrac{\delta^2 U}{\delta x^2} + \tfrac{\delta^2 U}{\delta y^2}) = f(x, y, t)$
Правильно ли я считаю, что система будет выглядеть как
$\left\{
\begin{array}{rl}
-\lambda_{1}(\tfrac{\delta U_{1}}{\delta x} + \tfrac{\delta U_{1}}{\delta y}) + f(x, y, t)=-\lambda_{2}(\tfrac{\delta U_{2}}{\delta x} + \tfrac{\delta U_{2}}{\delta y}) + f(x, y, t),\\
U_{i'-1} = \alpha_{i'-1} U_{i'} + \beta_{i'-1}
\end{array}\right.$

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group