理论教育 TDMA算法成功应用于二维问题的数值解法

TDMA算法成功应用于二维问题的数值解法

时间:2023-10-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:二维问题有限体积法得到的离散方程其通式为aPP=aWW+aEE+aSS+aNN+b 为使TDMA算法能够应用,需将方程式转换成通用形式,转换的方式有两种-aSS+aPP -aNN=aWW+aEE+b 或-aWW+aPP -aEE=aSS+aNN+b 式和式等号左侧已经成为三对角方程的标准形式,等号右侧可认为是通用形式中的Cj,即认为暂时已知,这样就可利用TDMA算法求解方程组。迭代过程如图4.10.3所示。图4.10.3 二维问题应用TDMA算法逐线迭代过程示意首先沿一根南北方向线计算线上各点2,3,4,…

TDMA算法成功应用于二维问题的数值解法

二维问题有限体积法得到的离散方程其通式为

aPϕP=aWϕW+aEϕE+aSϕS+aNϕN+b (4.10.16)

为使TDMA算法能够应用,需将方程式(4.10.16)转换成通用形式,转换的方式有两种

-aSϕS+aPϕP -aNϕN=aWϕW+aEϕE+b (4.10.17)

或(www.daowen.com)

-aWϕW+aPϕP -aEϕE=aSϕS+aNϕN+b (4.10.18)式(4.10.17)和式(4.10.18)等号左侧已经成为三对角方程的标准形式,等号右侧可认为是通用形式中的Cj,即认为暂时已知,这样就可利用TDMA算法求解方程组。但实际上Cj是未知的,方程组经过一轮消元和回代得到的ϕSϕPϕN(或ϕWϕPϕE)不可能是真实解,而且计算结果中也未求出ϕWϕE(或ϕSϕN)。因此要反复迭代求解才有可能求出真解。迭代过程如图4.10.3所示。首先选择一个计算方向,即相当于一维问题的计算,图4.10.3是先选南北方向线计算,这样我们就采用式(4.10.17)来计算。

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图4.10.3 二维问题应用TDMA算法逐线迭代过程示意

首先沿一根南北方向线计算线上各点2,3,4,…,n的方程,计算中暂时认为所涉及的东西侧结点上的值为已知。求解完一条南北方向线上所有结点的方程后,沿东西方向移动到下一条南北方向线,依原样计算。这时SN线西侧结点处的ϕ值可利用刚刚计算出的结果,而东侧结点值还是假设值或上次迭代结果,扫过所有南北方向线之后,就得到了所有结点上的场变量值,但其结果一般来讲不是真实解,因此,还需要反复实行上述计算过程,使结点场变量值逐渐逼近真解。

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