Numerical Solution By Explicit-FTCS Method - 5
B−2 未知量の節点を差分方程式により計算する(j=NX,n=1上の節点を計算)
j=NX,n=1上の節点c1NXについてです。さきほども述べましたが,この節点についてだけは,(15)式より求めることが出来ません。では,どのように求めればよいのでしょう?答えは,この節点だけ(4)式を陽解式FTBSで差分させたものを用いて計算します。FTBSとは「時間微分項は前進差分で,空間微分項は後退差分で評価する」ことです。(4)式を陽解式FTBSで差分させると次のようになります。
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(19) |
j=NX上の節点だけは,(19)式で求めます。(19)式に,j=NX,n=0を代入すると次式が得られます。
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(20) |
(20)式を用いれば,c1NXを求めることが出来ますね(Fig.14参照)。
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Fig.14 差分方程式から未知の節点c1NXを求める |
B−1及びB−2より,n=1上の節点をすべて求めることが出来ましたね。即ち,n=1上の節点が既知量に変わりました。n=1上の節点を用いて,同様の計算を繰り返し行えば,n=2,3・・・上の節点を求めることが出来ますね。
C−1 未知量の節点を差分方程式により計算する(j=1〜NX-1,n=2上の節点を計算)
(15)式に,j=1〜NX-1,n=1を代入する。すると次式が得られ,j=1〜NX-1,n=1上の節点を計算することができます。
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C−2 未知量の節点を差分方程式により計算する(j=NX,n=2上の節点を計算)
(20)式に,j=NX,n=1を代入する。すると次式が得られ,j=NX,n=1上の節点を計算することができます。
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・・・以下,n=NT上の節点が求まるまで続ける。
長々と説明してしまいました。ここまでのことを整理すると次のようになります。
差分方程式(陽解式FTCS差分方程式) | |||||||||
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