基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)張量計算方法_第1頁
基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)張量計算方法_第2頁
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:本文概述了FOAMc++庫的使用原則,的目的是盡可能容易地發(fā)展可靠有效的連續(xù)介質(zhì)U為流體密度,Q為所求的任何流動特征張量值,例如:組分濃度。這些方程包含時間項Q/t、對流項[(UQ)]、擴散項[DQ)]和源項SpQSqNS方程如下描述(Q={1,U}域但沒有,用數(shù)學(xué)方程表達為:iViD,iVi。然后將流動方程在每一個控制體Vi上進行體積積分。Gauss’stheoremisusedtoconvertthedivergencetermsintosurface-integrated?uxterms,reducingtheproblemofdiscretizingthesetermstooneof?ndingdifferenceapproximationsforthe?uxesatthesurfaceofthecontrolvolumebasedontheknowncell-centervalues.U來進行線性化??梢杂孟旅婢仃囆问矫枋?。這里,M2中的非線性項的求解需要迭代某種形式的叉乘,這是完全可以接受的。如果需要的話,F(xiàn)OAM不排除設(shè)計一個求解快來Fortran語言。對于面向過程的編程技術(shù)的依賴已經(jīng)導(dǎo)致了代碼的編寫趨于低級化:實++,求逆來獲得浮點值的數(shù)學(xué)問題。在這種方法中用到了面象的編程技術(shù)。通常認(rèn)為護這篇文章的主要目的是證明應(yīng)用面象技術(shù)解決連續(xù)介質(zhì)問題尤其是流體動力學(xué),。面象編程方法的確切定義在其他地方過,但是Stroustrup表示:面象編程方法定義成員函數(shù)封裝數(shù)據(jù)的這樣就可創(chuàng)建表示方程中張量場以及典型條件的數(shù)據(jù)類FOAM實踐中具有不同代碼的類之間的概念等價。這個應(yīng)用體現(xiàn)在FOAM中邊界條件的實施過程中。雖然比起Smalltalk或者Eiffel語言C++不是那么嚴(yán)格的面象,但是總體來說C++還是科研工作中很好的編程工具。C++的開發(fā)者Stroustrup為了使C++能支持寬范圍的編程風(fēng)格,引入了許多概念工具,而這些工具并不都是嚴(yán)格面象的。尤其,c++支持操作符重載,這對于構(gòu)建類似于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)符號的接口是必不可少的。此外,C++C語言運行速度快兼容于所有平臺研究結(jié)果表明,C++與Frotran在性能上并沒有顯著的差異。本文在。、很多人都致力于研究和開發(fā)有效的CFD算法,但是很少人公開全部代碼。應(yīng)用在有限元和普元的面象的編程技術(shù)已經(jīng)有一些研究成果這種方法趨于從線性代數(shù)的角度用別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示向量和矩陣雖然已經(jīng)嘗試發(fā)展面象的符號操作技術(shù)來為結(jié)構(gòu)計算c++類庫,他使實施各種各樣的連續(xù)介質(zhì)模型技術(shù)成為可能,其中包括不可壓縮和可壓縮流動問題、多相流問題表面問項都是可以處理的。這篇文章提出并了類庫,并且包了用的方法來實施張量場、2階張量。因此三種基類需要創(chuàng)建:scalarField,vectorField,和tensorField。這些類的具體實施會再以后的文章中講述。本文則專注于張量場接口以及偏微分算子的代碼設(shè)計面象編程方法的優(yōu)點之一在于他后處理比較重要(看下面的解釋。因為C++支持操作重載,所以可以通過重載+、-、★等等。這里有一個固有的問題,就是的優(yōu)先級都是預(yù)設(shè)的,所以為點積找到一個正確優(yōu)先級并且正確的操作是比較的張量的下一個層次涉及到張量的幾何場,包含了之前確實的位置信息。此外,還有三階張量類得實施:volScalarField、volVectorField、和volTensorField。首先,例如,scalarFieldvolScalarField之間的關(guān)系應(yīng)該是“isAscalarField1volScalarField看做是一個運算,但這樣是不合適的,所以采用封裝來代替。附加的測量信息必須分化執(zhí)行,他來源于一個網(wǎng)格類fvMesh,這些類包含了邊界信息、時間離散必要的先前時間步長以及單位信息。七個SI單位都FOAM進行計算時保證單,F(xiàn)OAM中用到:一是,?niteVolumeCalculusfvc,他對一個預(yù)返回一個操作矩陣。fvm會在IB部分詳細描述。fvc類沒有私有數(shù)據(jù)理從一個張量映,U的渦量值,即:?▽×U(為了節(jié)省空間,不是每個量都做定義,變量的名字往往是其物理含義的解釋。這也說明了用FOAM處理張量數(shù)據(jù)是非常容易的。任何FOAM代碼都可以看做從一個張量場到另一個張量場的練習(xí),

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