Fluid Dynamics
Coupled with Heat Equation-4

■FEMプログラム■
ここでは、運動方程式とHeat equation を解析するシステムとして、以下の3つのソフトを用意しました。

解析を行うプログラム
作図を助けるプログラム
作図するプログラム

以下にプログラム名と役割や特徴を示します。作図に関するプログラムは、前に紹介しておりますので、詳細については、そちらを参考にしてください。

プログラム名 概 要
NSTEQ8DD.FOR 運動方程式とHeat equation を連立(繰り返しによる)に解くプログラムです。粘性係数と熱伝導係数は、定数を用いています。
NSTEQ8EE.FOR 運動方程式とHeat equation を連立(繰り返しによる)に解くプログラムです。粘性係数と熱伝導係数は、温度の関数です。
NSTG4FILE.FOR 作図するための座標を計算します。結果は、ファイルに書き込まれます。
表計算ソフト(エクセル等) NSTG4FILE.FORで作成されたファイルを表計算ソフトに読み込み込ませると作図される。

解析用プログラムについて、追加説明をしておきます。水の密度は、subroutine BODYF の中で定義してあります。定義方法は、文関数を用いています。重力加速度もsubroutine BODYF で定義してあります。単位は、cm/sec2で値は-981です。したがって、座標値の単位もcmになりますので注意して下さい。

プログラムNSTEQ8EE.FORでは、t時の温度分布を参考に、要素毎に平均温度を計算し、その温度をベースに粘性係数と熱伝導係数を計算しています。そして、t+Δt時の U, V, T にその粘性係数と熱伝導係数が使われます。係数と U, V, T の間にΔtの時間差がありますが、Δt間のU, Vの変化が小さいため、解析結果に大きな誤差を招くことはないと思います。

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