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计算流体力学习题-期中考试题题库2

下面分析稳定性 放大因子 根据,求得 此时,紧致格式是稳定的。 7)分析差分格式的精度和稳定性。 解:根据泰勒展开有 分析稳定性 8)推导的蛙跳差分格式的修正方程。 解:根据泰勒展开 其修正方程为 9)对流方程 的一阶迎风差分格式为: 用Taylor分析方法求出差分格式耗散项和色散项表达式。 解:根据泰勒展开有 10)数值计算实习 采用二阶迎风差分格式或Warming-Beam差分格式数值求解一位激波管 问题,并和二阶MacCormack差分格式计算结果进行比较。 解:
1)把有量纲二维Euler方程组转换成无量纲形式。 解:二维Euler方程组如下所示:
引入参考量:自由来流密度,自由来流x方向速度,流场中物体特征 长度,则有
将上面式子代入二维Euler方程组,则 2)求出定常不可压缩粘性流动方程组特征根,并分析它的数学性质和 类型。 解:定常不可压缩粘性流动方程组为
设流函数为ψ,则有 定常不可压缩粘性流动方程组化简为
☆ 根据☆方程组有 λ=±i 所以该方程组的数学性质和类型是确定的,它是椭圆形的。 3)对流方程的两步迎风差分格式为:
分析它的精度和稳定性。 解:设,则有
☆ 根据Taylor展开公式有 据此有
代入☆式 下面分析稳定性
☆ 代入☆式 放大因子
要使,则有 时两步迎风差分格式是稳定的。 4)的Lax-Wendroff一步差分格式的精度和稳定性。 解:根据Taylor展开公式有 据此有 下面分析稳定性
☆ 代入☆式 放大因子
当时,,Lax-Wendroff一步差分格式是稳定的。 5)分析Burgers方程的Lax差分格式的精度和稳定性。 解:Lax差分格式端点值时令, 综上所述有Lax差分格式稳定的条件是
6)分析的紧致格式的精度和稳定性 解: 根据泰勒展开有
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