Податотека:Navier Stokes Laminar.svg

Содржината на страницата не е поддржана на други јазици.
Од Википедија — слободната енциклопедија

Изворна податотека(SVG податотека, номинално 900 × 720 пиксели, големина: 9,37 МБ)

Врска до Ризницата Ова е податотека од Ризницата на Викимедија и може да се користи на други проекти. Подолу е наведена содржината на нејзината описна страница.
Заедничката ризница е складиште на слободно-лиценцирани слики и снимки. И Вие можете да помогнете.

Опис

Опис
English: SVG illustration of the classic Navier-Stokes obstructed duct problem, which is stated as follows. There is air flowing in the 2-dimensional rectangular duct. In the middle of the duct, there is a point obstructing the flow. We may leverage Navier-Stokes equation to simulate the air velocity at each point within the duct. This plot gives the air velocity component of the direction along the duct. One may refer to [1], in which Eq. (3) is a little simplified version compared with ours.
Датум
Извор

сопствено дело

Brief description of the numerical method

The following code leverages some numerical methods to simulate the solution of the 2-dimensional Navier-Stokes equation.

We choose the simplified incompressible flow Navier-Stokes Equation as follows:

The iterations here are based on the velocity change rate, which is given by

Or in X coordinates:

The above equation gives the code. The case of Y is similar.
Автор IkamusumeFan
Други верзии
SVG разработка
InfoField
 
SVG-кодот е исправен.
 
Оваа векторска слика е изработена со Matplotlib
Изворен код
InfoField

Python code

from __future__ import division
from numpy import arange, meshgrid, sqrt, zeros, sum
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib.ticker import ScalarFormatter
from matplotlib import rcParams
 
rcParams['font.family'] = 'serif'
rcParams['font.size'] = 16 

# the layout of the duct laminar
x_max = 5 # duct length
y_max = 1 # duct width

# draw the frames, including the angles and labels
ax = Axes3D(plt.figure(figsize=(10, 8)), azim=20, elev=20)
ax.set_xlabel(r"$x$", fontsize=20)
ax.set_ylabel(r"$y$", fontsize=20)
ax.zaxis.set_rotate_label(False)
ax.set_zlabel(r"$v_x$", fontsize=20, rotation='horizontal')
formatter = ScalarFormatter(useMathText=True)
formatter = ScalarFormatter()
formatter.set_scientific(True)
formatter.set_powerlimits((-2,2))
ax.w_zaxis.set_major_formatter(formatter)
ax.set_xlim([0, x_max])
ax.set_ylim([0, y_max])

# initial speed of the air
ini_v = 3e-3
mu = 1e-5
rho = 1.3

# the acceptable difference when termination
accept_diff = 1e-5
# time interval
time_delta = 1.0
# coordinate interval
delta = 1e-2;
X = arange(0, x_max + delta, delta)
Y = arange(0, y_max + delta, delta)
# number of coordinate points
x_size = len(X) - 1
y_size = len(Y) - 1
Vx = zeros((len(X), len(Y)))
Vy = zeros((len(X), len(Y)))
new_Vx = zeros((len(X), len(Y)))
new_Vy = zeros((len(X), len(Y)))

# initial conditions
Vx[1: x_size - 1, 2:y_size - 1] = ini_v


# start evolution and computation
res = 1 + accept_diff
rounds = 0
alpha = mu/(rho * delta**2)
while (res>accept_diff and rounds<100):
    """
    The iterations here are based on the velocity change rate, which
    is given by
    
    \frac{\partial v}{\partial t} = \alpha\nabla^2 v - v \cdot \nabla v
    
    with \alpha = \mu/\rho.
    """
    new_Vx[2:-2, 2:-2] = Vx[2:-2, 2:-2] +  time_delta*(alpha*(Vx[3:-1, 2:-2] +
        Vx[2:-2, 3:-1] - 4*Vx[2:-2, 2:-2] + Vx[2:-2, 1:-3] + Vx[1:-3, 2:-2]) -
        0.5/delta * (Vx[2:-2, 2:-2] * (Vx[3:-1, 2:-2] - Vx[1:-3, 2:-2]) +
        Vy[2:-2, 2:-2]*(Vx[2:-2, 3:-1] - Vx[2:-2, 1:-3])))

    new_Vy[2:-2, 2:-2] = Vy[2:-2, 2:-2] + time_delta*(alpha*(Vy[3:-1, 2:-2] +
        Vy[2:-2, 3:-1] - 4*Vy[2:-2, 2:-2] + Vy[2:-2, 1:-3] + Vy[1:-3, 2:-2]) -
        0.5/delta * (Vy[2:-2, 2:-2] * (Vy[2:-2, 3:-1] - Vy[2:-2, 3:-1]) +
        Vx[2:-2, 2:-2]*(Vy[3:-1, 2:-2] - Vy[1:-3, 2:-2])))
        
    rounds = rounds + 1
    
    # copy the new values
    Vx[2:-2, 2:-2] = new_Vx[2:-2, 2:-2]
    Vy[2:-2, 2:-2] = new_Vy[2:-2, 2:-2]


    # set free boundary conditions: dv_x/dx = dv_y/dx = 0.
    Vx[-1, 1:-1] = Vx[-3, 1:-1]
    Vx[-2, 1:-1] = Vx[-3, 1:-1]
    Vy[-1, 1:-1] = Vy[-3, 1:-1]
    Vy[-2, 1:-1] = Vy[-3, 1:-1]

    # there exists a still object in the plane
    Vx[x_size//3:x_size//1.5, y_size//2.0] = 0
    Vy[x_size//3:x_size//1.5, y_size//2.0] = 0

    # calculate the residual of Vx
    res = (Vx[3:-1, 2:-2] + Vx[2:-2, 3:-1] -
           Vx[1:-3, 2:-2] - Vx[2:-2, 1:-3])**2
    res = sum(res)/(4 * delta**2 * x_size * y_size)

# prepare the plot data
Z = sqrt(Vx**2)

# refine the region boundary
Z[0, 1:-2] = Z[1, 1:-2]
Z[-2, 1:-2] = Z[-3, 1:-2]
Z[-1, 1:-2] = Z[-3, 1:-2]

Y, X = meshgrid(Y, X);
ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap="summer", lw=0.1,
                edgecolors="k")
plt.savefig("Navier_Stokes_Laminar.svg")

Лиценцирање

Јас, праводржецот на ова дело, со ова го објавувам истото под следнава лиценца:
w:mk:Криејтив комонс
наведи извор сподели под исти услови
Можете:
  • да споделите – да го умножувате, распространувате и емитувате делото
  • да преработувате – да преработувате
Под следните услови:
  • наведи извор – Ќе мора да дадете прикладен припис, да ставите врска до лиценцата и да укажете дали има направено промени. Ова може да биде направено на било кој разумен начин, но без да оддава впечаток дека лиценцодавецот стои зад Вас и Вашата употреба.
  • сподели под исти услови – Ако го измените или преобразите делото, или пак ако основате друго дело на него, добиеното дело (придонесот) морате да го распространувате (објавувате) само под истата или складна лиценца на изворната.
  1. Fan, Chien, and Bei-Tse Chao. "Unsteady, laminar, incompressible flow through rectangular ducts." Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik ZAMP 16, no. 3 (1965): 351-360.

Описи

Опишете во еден ред што претставува податотекава
project

Предмети прикажани на податотекава

прикажува

Историја на податотеката

Стиснете на датум/време за да ја видите податотеката како изгледала тогаш.

Датум/времеМинијатураДимензииКорисникКоментар
тековна03:06, 15 март 2016Минијатура на верзијата од 03:06, 15 март 2016900 × 720 (9,37 МБ)NicoguaroSmaller version
02:58, 15 март 2016Минијатура на верзијата од 02:58, 15 март 2016900 × 720 (11,08 МБ)NicoguaroChange the jet colormap, since it is recognized as a bad option, in general. Formatting, and pythonic code (and vectorized operations).
01:34, 7 ноември 2014Минијатура на верзијата од 01:34, 7 ноември 2014720 × 540 (14,23 МБ)IkamusumeFanUser created page with UploadWizard

Податотекава се користи во следнава страница:

Глобална употреба на податотеката

Оваа податотека ја користат и следниве викија:

Погледајте ја останатата глобална употреба на податотекава.

Метаподатоци