MATLAB PDE工具箱在地下水科学实验教学中的应用

利用MATLAB PDE工具箱求解Tóth典型地下水流系统模式,可得出地下水流系统模式图和流速分布图,体现了直观求解地下水流系统方法的多样性。MATLAB PDE工具箱与传统模拟软件Visual-MODFLOW相比,具有操作简单、易于掌握和出图方式多样的优势。本文将两种方法求解地下水流系统模式进行了对比模拟研究,并比较了两种方法的优缺点。结果表明:MATLAB PDE工具箱操作简便、出图美观,有利于对基本概念的理解,但处理非均质介质问题存在局限性;Visual-MODFLOW软件操作相对复杂、出图不够美观,不利于初学者操作,但可以方便地处理复杂介质。另外,介绍了MATLAB PDE工具箱在地下水科学实验教学中的应用,以期发展与改进模拟实验教学方法,使当代水文地质学的核心概念——地下水流系统理论得到更好的掌握与推广应用。

MATLAB PDE工具箱在稠油输送管道中的应用

利用Matlab PDE工具箱可以直接描绘出稠油输送管道中充分发展阶段的层流场,运行得到的参数与理论计算值相比误差很小,随着网格的精细化,更加接近于真实值,为管道内稠油的流动研究提供了一种直观、快速、准确、形象的数值求解方法。

MATLAB PDE工具箱在Stokes第一问题中的应用

Stokes第一问题在工业生产领域是常见的一类问题,运用传统的相似解法解决此类问题比较抽象,难以理解。运用Matlab PDE工具箱,可以形象地描绘Stokes第一问题,可输出所研究问题的具体数值并形象地显示出某一面上的运动状态。Matlab PDE工具箱为研究管道外流体介质的粘性流动提供一种直观、快速、准确、形象的数值求解方法。

Matlab PDE工具箱在电动力学教学中的辅助应用

电动力学是高校物理专业及相关专业的一门重要的理论基础课,教学内容中涉及了大量偏微分方程,求解过程复杂,难以理解,阻碍了学生的学习兴趣。Matlab中偏微分方程工具箱(PDE Toolbox)是一个求解各类偏微分方程很好的平台,可以直观地显示物理规律和物理现象,便于学生对知识点的理解和掌握,值得在教学和科研中推广。

Matlab PDE工具包在电场电势可视化教学中的应用

为了使学生更易理解电场、电势以及两者之间的关系,需要在电场电势教学中采用可视化教学方式。展示了如何利用Matlab PDE工具包描述电场、电势以及两者之间的关系,并进一步提出了应用实例。PDE工具包可以形象地表示出带电体的电场、电势以及两者之间的关系,并且在使用过程中不需要任何编程基础。Matlab PDE工具包可以在大学物理电场电势教学中广泛地加以推广。

基于MATLAB的流体润滑求解和可视化研究

讨论了如何利用MATLAB中PDE工具箱和窗口函数 ,进行流体润滑问题的求解和可视化。把润滑问题转化为MATLAB中的标准函数形式 ,然后利用PDE工具箱和主窗口函数以及少量编程 ,采用三角形单元划分 ,对无量纲雷诺方程进行有限元求解 ,获得了油膜压力、压力梯度和其他静特性。经验表明 ,利用MATLAB中PDE工具箱和主窗口函数 ,能方便而高效地进行某些润滑问题的求解 ,并对求解结果进行求解可视化。

基于MATLAB的火灾下钢筋混凝土构件温度场分析

分析了应用MATLAB中PDE工具箱求解火灾下钢筋混凝土构件热传导问题的方法和步骤。采用有限元法求解梁截面导热偏微分方程,应用PDE工具箱得到数值解。算例表明,程序计算结果和试验吻合较好,充分展现了MATLAB强大的计算和图形功能,说明了用这种方法进行混凝土构件截面温度场的数值计算的高效性、便利性,并为进一步开展火灾下钢筋混凝土构件的力学性能分析提供了依据。

用MATLAB实现平面势流的有限单元法计算与可视化

很多的实际水流问题可近似地用势流理论来求解,常采用的计算方法是有限单元法,通常用FORTRAN、C语言等编程求解,但计算程序比较复杂。本文介绍了MATLAB的偏微分方程工具箱(PDEToolbox),并用于圆柱绕流计算及图形显示计算结果。计算表明,用MATLAB的PDEToolbox求解平面势流便捷高效,值得研究应用。

基于MATLAB的抽放钻孔周围瓦斯流动数值模拟

在测试某矿井瓦斯压力、瓦斯流量、瓦斯吸附常数、瓦斯渗透率、瓦斯含量系数等基础参数的基础上,采用MATLAB偏微分方程工具箱对该矿井瓦斯抽放钻孔在不同抽放半径、不同抽放负压下的瓦斯流动进行了二维计算,得出了抽放钻孔在不同时间的影响半径、流量与时间的关系及钻孔半径和抽放负压对煤层瓦斯压力分布及抽放流量的影响规律,并与实际进行了比较结果表明,采用MATLAB偏微分方程工具箱能够准确模拟抽放钻孔有效半径,预测瓦斯流量,是现场工程技术人员一种便捷的方法.

基于Matlab小型潜水盆地地下水流动系统模拟研究

托特等人基于小型潜水盆地研究逐渐发展起来的地下水流动系统理论,是水文地质学发展中的一个重大突破。为了方便教学以及进一步完善小型潜水盆地模型中相关问题,尝试用Matlab的PDE工具箱解决这些问题。结果表明,运用Matlab的PDE Toolbox求解小型潜水盆地模型便捷高效;结果还表明不同流动系统水流相向汇流处及盆地下部两个角落均会形成水动力圈闭带。

基于MATLAB的钢板板空冷温度模拟

为了提高钢板在水冷过程中冷却均匀性和终冷温度准确率,钢板从轧机出来到水冷过程中温度场分布情况显得尤为重要。由于MATLAB编程简单,而且其具有专门求解非稳态导热问题的工具箱,利用Matlab PDE工具箱模拟了钢板空冷过程中温度分布,剖析钢板空冷过程中任意点任意时刻的温度,为钢板水冷过程控制方法提供了指导。

电偶极子电场的Matlab定性模拟

利用Matlab软件的PDE工具箱对电偶极子的电场进行了仿真模拟,模拟结果能够定性描述等位线和电场线的分布。

动压气体轴承性能计算方法研究

通过数学变换,将动压气体润滑Reynolds方程变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,以MATLABPDE(partialdifferentialequation)工具箱为求解器,编制迭代计算程序,实现动压气体轴承性能的高精度计算。文中的计算结果与以往发表的数值计算结果非常吻合,这表明所提出计算方法的正确性。文中计算方法的思想可以推广应用于其他类型轴承的性能计算及其他类型偏微分方程问题的求解中。

严寒地区村镇给水管道周围土壤温度场的数值模拟

开展埋地管道周围土壤温度场变化的研究,对于解决地处严寒地区的东北广大农村给水冬季经常发生给水管道冻胀现象具有重要意义.本文在建立浅埋外加保温层给水管道与周围土壤非稳态传热,以及土壤自身导热的物理模型基础上,利用Matlab-PDE工具箱进行求解,分析浅埋保温给水管道运行情况及周围土壤温度场随时间变化情况.结果表明,这种浅埋外加保温层的给水管道防冻胀技术,可以基本解决给水管道在冬季运行时发生的冻胀现象.