流体シミュレーション

三重対角アルゴリズム(TDMA)で2次元ポアソン方程式を解く【MATLABコード付き】

はじめに  前回は三重対角アルゴリズム(TDMA)を直接法として利用し、連立1次方程式を解くプログラムを実装しました。しかしながら、2次元以上の偏微分方程式は係数行列が三重対角行列にはならず、前回の手法をそのまま適用することは出来ません。そ...
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三重対角アルゴリズム(TDMA)を実装する【MATLABコード付き】

はじめに  1次元の移流方程式や拡散方程式といった偏微分方程式を離散化した際、代数方程式の係数行列として、三重対角行列(対角成分とその両隣の要素のみが非ゼロ)が得られる場合があります。この場合、代数方程式の解法としてガウスの消去法よりも効率...
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コロケート格子でキャビティフローを計算する②【MATLABコード付き】

はじめに  今回も前回に引き続きコロケート格子におけるキャビティフローの計算方法の解説を進めていきます。前回は基礎方程式の離散化を一通り行いました。今回は境界条件の説明から始めて、実装したプログラムをベンチマークと比較評価するところまで行い...
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コロケート格子でキャビティフローを計算する①

はじめに  今回はコロケート格子を用いた2次元キャビティフローを計算する方法についてまとめていきます。書いてるうちに長くなってしまったので、実際の実装は次回の記事として、この記事ではコロケート格子でナビエ・ストークス方程式を離散化する部分に...
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流体解析の圧力-速度連成解法③:HSMAC法(SOLA法)について

はじめに  前回はMAC法の発展形であるSMAC法について記載しました。今回はこれをさらに発展させたHSMAC法(Highly Simplified Marker And Cell method、別名SOLA法)についてまとめていきます。 ...
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流体解析の圧力-速度連成解法②:SMAC法について

はじめに  今回は前回の記事の続編として、流体解析の圧力-速度連成解法の一種であるSMAC法(Simplified Marker And Cell method)について解説します。 MAC法のおさらい  MAC法は連続の式の誤差を考慮した...
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流体解析の圧力-速度連成解法①:MAC法について

はじめに  非圧縮Navier-Stokes方程式の数値解析実装に向けて、流体解析の圧力-速度連成解法の1種であるMAC法(Marker And Cell method)について2次元の例で説明します。 基礎方程式  基礎方程式は、下記の2...
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差分法で二次元非定常熱伝導方程式を解く〖MATLABコード付き〗

はじめに  二次元非定常熱伝導方程式\begin{align}\frac{\partial T}{\partial t}= \frac{k}{c\rho}\left( \frac{\partial^2 T}{\partial x^2}+\f...