Филатов Е.Ю., Ясинский Ф.Н. Математическое моделирование течений жидкостей и газов

Подождите немного. Документ загружается.

CPen aPen3;

CBrush aBrush3;

aPen3.CreatePen (PS_SOLID, 0, col);

aBrush3.CreateSolidBrush (col);

dcMem.SelectObject (&aPen3);

dcMem.SelectObject (&aBrush3);

dcMem.Rectangle (scx*(i-1)+scx/2, scy*(j-1)+scy/2,

scx*i+scx/2, scy*j+scy/2); } }

// Рисуем здание

CBrush aBrush4;

aBrush4.CreateSolidBrush (RGB(0,0,0));

RECT rect4;

SetRect (&rect4, scx*mdl->Build.left, scx*mdl->Build.top,

scx*mdl->Build.right, scx*mdl->Build.bottom);

dcMem.FrameRect (&rect4, &aBrush4);

// Выводим линии тока Psi

if (blFieldPsi) {

double fpsi;

for (i=0; i<=mdl->Nx; i++)

for (j=0; j<=mdl->Ny; j++)

for (ii=0; ii<scx; ii++)

for (jj=0; jj<scy; jj++)

if ((mdl->Cells[i][j]==kAir) || (mdl->Cells[i+1]

[j+1]==kAir)) {

fpsi = ((scx-ii)*(scy-jj)*mdl->Psi[i][j] +

(scx-ii)*jj*mdl->Psi[i][j+1] +

ii*(scy-jj)*mdl->Psi[i+1][j] +

ii*jj*mdl->Psi[i+1][j+1]) /scx/scy /mdl->kMaxPsi*20;

if (fabs(fpsi-floor(fpsi+0.5))<0.25/scy*mdl->h)

dcMem.SetPixelV (scx*i+ii, scy*j+jj,

RGB(127,255,255)); } }

// Выводим карту процессоров

if (blViewProcs && pDoc->kProc==kServerProc) {

CPen aPenPr1; aPenPr1.CreatePen (PS_SOLID, 1, RGB(255,255,255));

dcMem.SelectObject (&aPenPr1);

dcMem.MoveTo (scx/2, scy/2);

dcMem.LineTo (scx/2+scx*mdl->Nx, scy/2);

dcMem.LineTo (scx/2+scx*mdl->Nx, scy/2+scy*mdl->Ny);

dcMem.LineTo (scx/2, scy/2+scy*mdl->Ny);

for (i=0; i<pDoc->nClients; i++) {

dcMem.MoveTo (scx/2+scx*pDoc->Regions[i], scy/2);

dcMem.LineTo (scx/2+scx*pDoc->Regions[i], scy/2+scy*mdl->Ny);} }

// Выводим скорость U

if (blFieldU) {

CPen aPenU1; aPenU1.CreatePen (PS_SOLID, 0, RGB (255,127,127));

dcMem.SelectObject (&aPenU1);

double sc=0.03*nViewStep, l7, v, co, si;

int xa, ya, xb, yb, xc, yc, xd, yd;

for (ii=0; ii<=(mdl->Nx+1)/nViewStep; ii++)

for (jj=0; jj<=(mdl->Ny+1)/nViewStep; jj++) {

i=nViewStep*ii;

j=nViewStep*jj;

xa = scx*i;

ya = scy*j;

xb = xa+sc*scx*mdl->Ux[i][j]+0.5;

yb = ya+sc*scy*mdl->Uy[i][j]+0.5;

v = sqrt(pow(scx*mdl->Ux[i][j],2) + pow(scy*mdl->Uy[i][j],2));

l7=0.3*v;

co = scx*mdl->Ux[i][j]/(v+0.00001);

si = scy*mdl->Uy[i][j]/(v+0.00001);

xc = xb-sc*l7*(0.865*co+0.5*si);

yc = yb-sc*l7*(0.865*si-0.5*co);

xd = xb-sc*l7*(0.865*co-0.5*si);

yd = yb-sc*l7*(0.865*si+0.5*co);

dcMem.MoveTo (xa, ya); dcMem.LineTo (xb, yb);

dcMem.LineTo (xc, yc);

dcMem.MoveTo (xb, yb); dcMem.LineTo (xd, yd); } }

// Вывод

dcMem.SelectObject (pOldPen);

dcMem.SelectObject (pOldBrush);

pDC->BitBlt (0, 0, rect.Width(), rect.Height(), &dcMem, 0, 0,

SRCCOPY);

dcMem.SelectObject (pOldBmp);

}

Листинг 13. Проект AirAttack, фрагменты файла AirAttackView.h

// AirAttackView.h : interface of the CAirAttackView class

#pragma once

class CAirAttackView : public CView

{

protected: // create from serialization only

CAirAttackView();

DECLARE_DYNCREATE(CAirAttackView)

// Attributes

public:

CAirAttackDoc* GetDocument() const;

BOOL blFieldU, blFieldPsi, blFieldOm, blFieldT, blFieldNu,

blViewProcs;

double fScaleX, fScaleY; // масштаб

int nViewStep; // шаг вывода поля скоростей

// Operations

public:

void Repaint(void); // Перерисовать

// Overrides

public:

virtual void OnDraw(CDC* pDC); // overridden to draw this view

. . .

// Implementation

public:

virtual ~CAirAttackView();

. . .

};

. . .

Заключение

В пособии рассмотрены численные методы для решения

задач гидродинамики (только двумерный случай). Задачи

решались в системах «давление – скорость» и «вихрь – фунцкия

тока». Также были изложены модели турбулентности для расчета

турбулентной вязкости. Изложенные методы использованы для

решения конкретных задач с помощью вычислительной техники.

За пределами пособия остались такие темы, как расчет

пространственных течений, моделирование течений сжимаемой

жидкости, тепло- и массоперенос и др.

Предлагается список литературы, рекомендуемой для

дальнейшего изучения поднятых в пособии вопросов. Хотелось

бы особенно выделить работы [10] и [12] по вычислительной

гидродинамике, [6] – по теоретической гидродинамике и [3] – по

численным методам.

Желаем всем успехов в дальнейшем изучении

вычислительной гидродинамики.

Список рекомендуемой литературы

1. Богачев, К. Ю. Основы параллельного программирования /

К. Ю. Богачев. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2003.

2. Воеводин, В. В. Параллельные вычисления / В. В.

Воеводин, Вл. В. Воеводин. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002.

3. Годунов, С. К. Разностные схемы / С. К. Годунов, В. С.

Рябенький. – М.: Наука, 1977.

4. Калиткин, Н. Н. Численные методы / Н. Н. Калиткин. – М.:

Наука, 1978.

5. Кочин, Н. Е. Теоретическая гидромеханика: в 2 т. / Н. Е.

Кочин, И. А. Кибель, Н. В. Розе. – М.: Гостехиздат, 1948.

6. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г.

Лойцянский. – М.: Наука, 1970.

7. Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики / Г. И.

Марчук. – М.: Наука, 1977.

8. Патанкар, С. Численные методы решения задач

теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар. – М.:

Энергоатомиздат, 1984.

9. Пекунов, В. В. Сборник задач по численным методам и

распараллеливанию вычислений: учеб. пособие / В. В.

Пекунов, Ф. Н Ясинский.; Иван. гос. энерг. ун-т. –

Иваново, 2004,

10. Роуч, П. Вычислительная гидродинамика / П. Роуч. – М.:

Мир, 1980.

11. Самарский, А. А. Введение в численные методы / А. А.

Самарский. – М.: Наука, 1982.

12. Численные методы и параллельные вычисления для задач

механики жидкости, газа и плазмы: учеб. пособие / Э. Ф.

Балаев [и др.]; Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 2003.

13. Численные методы исследования течений вязкой

жидкости / А. Д. Госмен [и др.]. – М.: Мир, 1980.

Филатов Евгений Юрьевич

Ясинский Федор Николаевич

Математическое моделирование течений жидкостей и газов

Учебное пособие

Редактор Т. В. Соловьева

Лицензия ИД № 05285 от 4 июля 2001 г.

Подписано в печать Формат 60 × 84

Печать плоская. Усл. печ. л. 4,88. Уч.-изд. 5,3.

Тираж 50 экз. Заказ № .

ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический

университет имени В.И.Ленина»

153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34.