!******************************************************************************************** ! Equações de Burguers 2D - Escoamento 2-D de Fluido incompressível com propriedades constantes - Burguers2D_VF_MG_v1.0 ! ! Autor: Simone de Fátima Tomazzoni Gonçalves (agosto/2010) ! Versão: 2.0 ! Última alteração em: 13/09/10 ! ! Modelo Matemático ! ! Equações Diferenciaia: ro*(d(u^2)/dx + d(uv)/dy) = mi*(d2u/dx2 + d2u/dy2) - dp/dx ! ro*(d(uv)/dx + d(v^2)/dy) = mi*(d2v/dx2 + d2v/dy2) - dp/dy - S(x,y,Re = 1) ! ! Condição de contorno: Dirichlet u(0,y) = u(x,0) = u(1,y) = 0 e u(x,1) = 16(x^4 - 2*x^3 + x^2) ! V(0,y) = v(x,0) = v(1,y) = v(x,1) = 0 ! ! x,y = coordenadas espacial (variável independente) ! ! S = termo fonte --> S = -8*[ 24*(0,2*X^5 - 0,5*X^4 + 1/3*X^3) + 2*(4*X^3 - 6* X^2 + 2*X)*(12*Y^2-2) + (24*X - 12)*(Y^4 - y^2)] ! -64*[ 0,5*(0,2*X^5 - 0,5*X^4 + 1/3*X^3)^2*(-24*y^5 + 8*y^3 - 4*y) - (Y^4 - y^2)*(4*y^3 - 2*y)*(-4*x^6 + 12*x^5 -14*x^4 + 8*x^3 -2*x^2)] ! ! Solução analítica conhecida do sistema de equações diferenciais ! ! u(x,y) = 8*(x^4 - 2*x^3 +x^2)*(4*y^3 - 2*y) ! v(x,y) = -8*(4*X^3 - 6* X^2 + 2*X)*(Y^4 - y^2) ! ! ! Modelo Numérico ! ! Incógnita(variável primária, dependente): u, v (componentes da velocidade nas direções x e y, respectivamente) ! Método numérico: volumes finitos ! Condições de contorno aplicadas com volumes fictícios ! Função de interpolação: CDS sobre os termos difusivos e UDS com correção adiada sobre o CDS para os termos advectivos ! Tipo de malha: uniforme ! Solver: Gauss-Seidel ! ! Expressão genérica do sistema de equações discretizado: ! ap(i)*U(i) = aw(i)*U(i-1)+ae(i)*U(i+1)+bp(i), i = 1, 2, 3,...,N ! ap(i)*V(i) = aw(i)*V(i-1)+ae(i)*V(i+1)+bp(i), i = 1, 2, 3,...,N ! ! Critério de convergência: norma L1 da soma dos resíduos de todas as ! equações adimensionalizada pela norma L1 da condição inicial ! Linguagem Fortran 2003 com precisão dupla ! Compilador: Compaq Visual Fortran 6.6 ! Tipo de projeto: Console ! Método: Singlegrid ! Método: Multigrid ! Algoritmo: FMG-FAS com ciclo V e 2 ou m níveis, de Briggs et al. (2000) ! Restrição: media para u e v e adição para os resíduos ! Prolongação: interpolação bilinear para u e v ! Razão de engrossamento entre as malhas = 2 ! ! Arquivos envolvidos ! principal.f90 - programa principal ! variáveis.f90 - define todas as variáveis globais do programa ! solvers.f90 - solver Gauss-Seidel ! resultados.f90 - resolve equações e gera lista dos resultados ! sol_numerica.f90 - desenvolve a solucao numerica singlegrid/multigrid - coeficientes - operadores de transferencia !notepad.exe - aplicativo editor dos arquivos tipo texto ! wgnuplot.exe - aplicativo gerador de gráfico ! T.dat - arquivo de dados para gerar gráfico ! !********************************************************************************************