Stokes方程式(Dフォーム)

おさらい
強形式+境界条件

\left{
\begin{cases}
\dfrac{\partial \vec{u}}{\partial t} - 2 \nabla \cdot D(\vec{u}) + \nabla p &= \vec{f}\\
\nabla \cdot \vec{u} = 0
\end{cases}
\right.

弱形式

(\dfrac{\partial \vec{u}}{\partial t},\vec{v}) + 2 (D(\vec{u}),D(\vec{v})) - (p,\nabla \cdot \vec{v}) = (\vec{f},\vec{v})

離散化された弱形式

\left( \frac{\vec{u}^{n+1}_h-\vec{u}^n_h}{\Delta t} , \vec{v}_h \right) + 2 \left( D \left( \vec{u}^{n+1}_h \right),D(\vec{v}_h) \right) - \left( p^{n+1}_h,\nabla \cdot \vec{v}_h \right) = (\vec{f}^{n+1}_h,\vec{v}_h)
既知部分を移項して

\left( \frac{\vec{u}^{n+1}_h}{\Delta t} , \vec{v}_h \right) + 2 \left( D \left( \vec{u}^{n+1}_h \right),D(\vec{v}_h) \right) - \left( p^{n+1}_h,\nabla \cdot \vec{v}_h \right) = (\vec{f}^{n+1}_h,\vec{v}_h) + \left( \frac{\vec{u}^n_h}{\Delta t} , \vec{v}_h \right)


ここから要素剛性行列

拡散項


2 (D(\vec{u}):D(\vec{v})) = 2 \frac{\partial u_1}{\partial x_1}\frac{\partial v_1}{\partial x_1} 
+ \left( \frac{\partial u_1}{\partial x_2} + \frac{\partial u_2}{\partial x_1} \right) \left( \frac{\partial v_1}{\partial x_2} + \frac{\partial v_2}{\partial x_1} \right)
+ 2 \frac{\partial u_2}{\partial x_2}\frac{\partial v_2}{\partial x_2}

= 2 \frac{\partial u_1}{\partial x_1}\frac{\partial v_1}{\partial x_1} 
+ \frac{\partial u_1}{\partial x_2} \frac{\partial v_1}{\partial x_2} + \frac{\partial u_1}{\partial x_2} \frac{\partial v_2}{\partial x_1}
+ \frac{\partial u_2}{\partial x_1} \frac{\partial v_1}{\partial x_2} + \frac{\partial u_2}{\partial x_1} \frac{\partial v_2}{\partial x_1}
+ 2 \frac{\partial u_2}{\partial x_2}\frac{\partial v_2}{\partial x_2}
より

A_0=
\begin{pmatrix}
2\mathfrak{bb}+\mathfrak{cc} & \mathfrak{cb} \\
\mathfrak{bc} & \mathfrak{bb} + 2\mathfrak{cc}
\end{pmatrix}

圧力勾配項


p \nabla \cdot \vec{v} = p\frac{\partial v_1}{\partial x_1} + p \frac{\partial v_2}{\partial x_2}
より

B^T = 
\begin{pmatrix}
\mathfrak{-bl} \\
\mathfrak{-cl}
\end{pmatrix}

タグ:

+ タグ編集
  • タグ:
最終更新:2010年12月02日 01:30
ツールボックス

下から選んでください:

新しいページを作成する
ヘルプ / FAQ もご覧ください。