封闭流中流线的边界条件

计算科学 有限元 数值分析 流体动力学
2021-12-24 17:13:04

我正在尝试使用有限元方法解决斯托克斯方程的盖驱动方腔流动问题。我在每个边界上都有速度的边界条件为零,但在顶部边界上 u=1。你能帮我解决流函数的边界条件以及如何获得吗?特别是在顶部边界。

我浏览了许多文献,但为什么大多数文献在每个边界上都被认为是零。

2个回答

速度和流函数由 这可以与涡量有关 在左右两边,我们有 在底部 在顶部 你不能强制两个边界条件。 让我们在所有边界上使用 Dirichlet bc 由于必须是连续的(假设至少),常数必须在所有方面都相同,您可以将其设置为零。

u=ψy,v=ψx
Δψ=ω=vyux
(u,v)=(0,0)
ψ=const,ψx=0
(u,v)=(0,0)
ψy=0,ψ=const
(u,v)=(u0,0)
ψy=u0,ψ=const
ψ=const
ψωL2

对于流线公式,速度的散度方程 如果 v=(u,v)T

divv=0
(*)v=(u,v)T=(Ψy,Ψx)T

对于速度为很容易看出\不失一般性,您可以将此常数设置为v=0()Ψ=constantngradΨ=00

另一方面,在的空腔顶部,流线函数必须满足: v=(u0,0)TΨ

Ψy=v0Ψx=0