平流扩散方程中梯度零边界条件的实现

计算科学 pde 有限元 边界条件
2021-12-12 09:05:31

我的问题是关于有限元方法。

我想知道如何以保守的形式对平流扩散方程实施“梯度零”条件,例如,

ρt+Γ=0

其中, Γ=uρkρ

u不是常量变量。k

弱式的边界积分部分可以写成:

ΓNρΓndΓN

其中,是法向量,是加权函数。nρ

但似乎这个积分专门用于“混合边界条件”。

所以我的问题是如何将这个积分修改为“梯度零条件”的积分。

我请求你的好意。

1个回答

对于平流-扩散方程,您不能只应用诺伊曼边界条件(您称之为“梯度零条件”),因为通量有两个组成部分:平流和扩散。因此,您正确应用 Robin 边界条件(如您所说的混合边界条件)。

如果您希望域的边缘防止质量离开,那么您只需应用零通量条件,

ΓNρΓndΓN=0

有关更多信息,请参阅这些问题/答案:

  1. 使用应用于对流-扩散方程的 Neumann 边界条件时的物理量守恒

  2. 使用有限体积法时应如何应用边界条件?

如果你在边界处应用条件这将等同于防止扩散通过边界,但对于通量的对流分量来说,这将是一个开放边界条件. 这可能是也可能不是您想要的。nx=0