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数值传热学陶文铨第三章

3-7证明对流项的背风差分总使扰动逆流而传递。

证明:Taylor 展开法中逆风差分的构造法:
1,i i i x x φφφ+-∂=∂∆ u>0 1,i i i x x
φφφ--∂=∂∆ u<0 下面以u>0的情形来分析.对于节点i+1,在n 时层产生在节点i 的扰动对i+1的影响由下式确定: 11112n n n n i i i i u t x φφφφ+++++--=-∆∆ (1n i φ+=0,2n i φ+=0)
由此得 11n i φ++=0
而i-1处则有 1111n n n n i i i i u t x φφφφ+-----=-∆∆ (1n i φ-=0)
得 11n i u t x φε+-∆⎛⎫= ⎪∆⎝⎭
因此可知对流项的背风差分总使扰动逆流而传递。

3-10一阶导数的而二阶差分格式称为二阶迎风格式(在来流方向区节点构成差分格式)。

试分析其迁移性。

解:经查表2-1可知在来流方向区节点的一阶导数二阶迎风格式为:
n n n i i-1i-2i n 34=x 2x φφφφ
-+∂∂∆, u>0 下面以u>0的情形来分析.对于节点i+1,在n 时层产生在节点i 的扰动对i+1的影响由下式确定: n+1n n n n i+1i+1
i+1i i-1n+1i+134=-u t 2x 2u t =x φφφφφφε--+∆∆∆⎛⎫ ⎪∆⎝⎭ (n i+1φ=0,n i-1φ=0) 得 n+1i+12u t =x φε∆⎛⎫ ⎪∆⎝⎭
而i-1处则有 n n n n+1n i-1i-2i-3i-1i-134=-u t
2x φφφφφ-+-∆∆ (n i-1φ=0,n i-2φ=0,n i-3φ=0) 因此得
n+1i-1φ=0
因此可知一阶导数的二阶迎风格式(在来流方向区节点构成差分格式)具有迁移性。

扰动只向后传动!!!。

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