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yuahua

新虫 (小有名气)

[求助] 将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了

系统的对象是一个传热方程,瞬态,并且包含物体的速度。具体就是带钢层流冷却的温度分布。说白了,就是往一块运动着的钢板上喷水,对其温度进行冷却。
我先讲物理方程进行离散,得出来其状态空间形式,既xdot=AX+BU,然后再利用输出方程(既:y=CX的形式)求解其温度分布。
理论上来说,各个取样点的温度应该是逐渐下降的(因为进行喷水冷却了)。但是,我的求解结果却不全是如此。

四个附件的程序运行顺序为:先运行b_1.m求出来状态空间中的稀疏矩阵A和B,再运行l_ode.m 求出状态空间的解,既x的值。然后运行b_1_c.m 求出来输出矩阵C的值,并得出计算结果。exf.m为 l_ode.m 的调用函数。

图片:物理方程为原始温度方程。离散结果为将物理方程离散(用有限元离散)后的状态空间形式。

PS:太穷了,没有金币。我为此挨了不少骂了,搞的老板现在骂我的力气都没了。唉,全是泪水啊。求坛子里的隐藏的大牛快快给点指点!将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了
物理方程.png


将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了-1
插值函数.png


将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了-2
离散结果.png
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nagami

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
csgt0: 金币+2, 谢谢 2013-06-19 10:20:53
csgt0: 计算强帖+1, 积极鼓励深度讨论 2013-06-21 09:55:03
引用回帖:
20楼: Originally posted by yuahua at 2013-06-18 10:57:54
我总结了一下,您看看是不是,见下图。

1.jpg

2.jpg
...

大家都是PDEs同仁,再帮你一把,下班后参考你的模型随便弄的二维,一维的我觉得你压力山大,二维的考验你的编程,虽然在comsol里很容易搞,你可以去试试。但是我觉得了解方程本身比同软件更值得花时间
将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了-3
model.jpg


将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了-4
sol1.jpg


将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了-5
sol2.jpg


将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了-6
无辐射项.png

女靠衣装;男靠金装
21楼2013-06-18 18:25:59
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普通回帖

yuahua

新虫 (小有名气)

万能的小木虫里竟然没有重复的问题
2楼2013-06-13 16:33:58
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nagami

木虫 (正式写手)

边界条件为什么在方程里面,没看懂
女靠衣装;男靠金装
3楼2013-06-13 20:22:16
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yuahua

新虫 (小有名气)

引用回帖:
3楼: Originally posted by nagami at 2013-06-13 20:22:16
边界条件为什么在方程里面,没看懂

根据热量守恒得出来的
4楼2013-06-13 21:22:31
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nagami

木虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by yuahua at 2013-06-13 21:22:31
根据热量守恒得出来的...

我知道能量守恒定律可以得到这个方程,也看出来是传导项,热源,以及对流项
但是边界条件S为什么在主方程里面?
女靠衣装;男靠金装
5楼2013-06-13 21:34:31
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yuahua

新虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by nagami at 2013-06-13 21:34:31
我知道能量守恒定律可以得到这个方程,也看出来是传导项,热源,以及对流项
但是边界条件S为什么在主方程里面?...

应该单独处理吗?可是单独处理后怎么跟主方程联系呢
6楼2013-06-14 09:13:22
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yuahua

新虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by nagami at 2013-06-13 21:34:31
我知道能量守恒定律可以得到这个方程,也看出来是传导项,热源,以及对流项
但是边界条件S为什么在主方程里面?...

这是我从一本书里看到的和我方程最相近的一个方程了。
将PDE转化为状态空间后用matlab求解,结果竟然发散了-7
无标题.png

7楼2013-06-14 09:38:15
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nagami

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
csgt0: 金币+1, 谢谢 2013-06-14 16:09:11
引用回帖:
7楼: Originally posted by yuahua at 2013-06-14 09:38:15
这是我从一本书里看到的和我方程最相近的一个方程了。

无标题.png
...

我查到的资料是
13.2.3最右边项是体分布的对流换热;
13.2.4是边界对流换热项;
1).我感觉你的S项里面:空冷和水冷应该在边界处,传热在不同的物质的交界处发生的话;辐射项印象中是与T的四次方相关的,而不是T的线性式,这个是体分布的;

2).当你把PDEs转化成变分格式的时候,条件就会自动包含进去。
女靠衣装;男靠金装
8楼2013-06-14 12:27:48
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yuahua

新虫 (小有名气)

引用回帖:
8楼: Originally posted by nagami at 2013-06-14 12:27:48
我查到的资料是
13.2.3最右边项是体分布的对流换热;
13.2.4是边界对流换热项;
1).我感觉你的S项里面:空冷和水冷应该在边界处,传热在不同的物质的交界处发生的话;辐射项印象中是与T的四次方相关的,而不是 ...

转化为变分格式的时候利用散度定理可以吧边界条件自动包含进去,但是,我这个是一维的啊,怎么用散度定理?
9楼2013-06-14 21:27:22
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nagami

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖


fegg7502: 金币+1, 应助指数+1, 鼓励交流 2013-06-17 11:08:00
用Newton-Leibniz公式,然后与gauss公式类似的处理方法,就能出来包含函数值与其一阶导数的边界项。散度定理是其高维类似物,同样的
女靠衣装;男靠金装
10楼2013-06-15 08:05:43
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