三维问题离散方程组中每一代数方程有7个非零系数项,与二维问题应用TDMA算法类似,仍要将方程改写为
-aSϕS+aPϕP -aNϕN=aWϕW+aEϕE+aBϕB+aTϕT+b
等式右端所有各项均暂时认为已知,未知场变量也要假设初始值。此时,在一条南北线上构成三对角方程,可用TDMA算法求解。求解完一条南北线上的点,按二维问题中采用的方法在东西方向推进扫描,直至将整个平面上所有结点处的场变量值计算出来,下一步就是在上下方向移动到邻近的一个平面上重复上述过程,直至所有平面上的结点值被计算出来,这时相当于完成第一次迭代,其结果一般不能满足要求。重复求解扫描过程,反复应用TDMA算法求解各结点方程,直至所有结点的相邻两次迭代结果差足够小。
从二维问题应用TDMA算法求解的例子中可看出,TDMA算法要反复迭代才能得到高维问题的收敛解,而且收敛速度并不快。因此,TDMA算法并不是求解高维问题有限体积法离散方程最好的办法,但TDMA算法占用计算机内存非常少,可利用小型计算机来求解大规模问题,是一种以时间换空间的折中。(www.daowen.com)
此外,计算过程的收敛性与边界条件传播推进到求解域内部的速度有关,尽快地将边界条件值传递到求解域内,可加快方程求解的收敛过程。因此,可采用所谓交替方向扫描技术来提高收敛速度。即第一遍迭代时可能采用的是SN方向计算,然后WE和BT方向扫描,在下一次迭代时可采用WE方向计算,然后SN和BT方向扫描,也可在不同的平面层中采用不同的优先计算方向,这样有利于尽快将各边界值传递到求解域内部,加快方程的收敛。WE方向优先和BT方向优先的方程为
-aWϕW+aPϕP -aEϕE=aSϕS+aNϕN+aSϕS+aNϕN+b
-aBϕB+aPϕP -aTϕT=aWϕW+aEϕE+aSϕS+aNϕN+b
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。