多孔弹性材料中传播的膨胀波方法（Matlab代码实现）

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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁
目录
💥1 概述
📚2 运行结果
🎉3 参考文献
🌈4 Matlab代码实现

💥1 概述

膨胀波是流体力学的基本概念之一，指流体中扰动区与未扰动区的分界面，流体通过此界面会压力降低。膨胀波问题中一个典型例子是超音速气流绕凸角的定常流动，这种流动称为普朗特-迈耶尔流动。在这种流动中，气流逐渐从一个方向转到另一个方向，同时不断加速。

📚2 运行结果

部分代码：

%%

clear

%% inputs

freq=10^3;%*(2.^([-20:20]/3)); %frequency

%% setup domain and mesh

domain.dim=[0.05 0.025]; %dimensions of domain

domain.off=[0 0]; %offset of domain

domain.fce=[1 2 3 4]; %face ids (for boundary conditions) on [-x +x -y +y]

nnd=domain.dim./0.0025+1; %number of nodes in each direction

mesh=blockmesh(nnd,domain.dim,domain.off,domain.fce);

%% loop for frequency

for f=1:length(freq)

fprintf(['computing frequency ',num2str(f),' of ',num2str(length(freq)),' ... \n']);

%% setup boundary conditions

addpath('MESH')

bcs=initbcs(mesh.nodes,mesh.elems,mesh.faces,8);

bcs=addbcface(bcs,1,1,5);

bcs=addbcface(bcs,1,2,6);

bcs=addbcface(bcs,1,3,7);

bcs=addbcface(bcs,1,4,8);

bcs=addbcface(bcs,1,1,9);

% bcs=addbcface(bcs,1,2,10);

bcs=addbcface(bcs,1,3,11);

bcs=addbcface(bcs,1,4,12);

bcs.type{1}(:)=2;

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==1,5)=1; %face 1

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==2,1)=1; %face 2

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==3,2)=1; %face 3

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==4,2)=1; %face 4

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==5,6)=1; %face 5

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==6,3)=1; %face 6

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==7,4)=1; %face 7

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==8,4)=1; %face 8

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==9,8)=1; bcs.rhds{1}(bcs.face{1}==9)=1; %face 9

% bcs.coef{1}(bcs.face{1}==10,1)=1; %face 10

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==11,6)=1; %face 11

bcs.coef{1}(bcs.face{1}==12,6)=1; %face 12

%% setup physics

addpath('PLANES')

air=air_properties_generic;

medium=4003;

PEM.name_mat=['Mat_porous_' num2str(medium-1000*floor(medium/1000))];

PEM.typ_mat=floor(medium/1000);

eval(['PEM=Mat_porous_' num2str(medium-1000*floor(medium/1000)),'(PEM);'])

PEM=properties_JCA(PEM,air,freq(f));

PEM=properties_PEM(PEM,air,freq(f));

physics=PEM;

%% assemble

[stiff,force,err,tol,condH]=assemble(mesh,bcs,physics,freq(f));

%% solve

fprintf('solving ... \n');

operationtime=cputime;

fprintf(' solving directly ... ');

q=full(stiff\force);

fprintf('done\n');

%% postprocess

nnds=mesh.nnds;

soln.usx(:,f)=q((1:nnds)+nnds*0);

soln.usy(:,f)=q((1:nnds)+nnds*1);

soln.utx(:,f)=q((1:nnds)+nnds*2);

soln.uty(:,f)=q((1:nnds)+nnds*3);

soln.sxx(:,f)=q((1:nnds)+nnds*4);

soln.sxy(:,f)=q((1:nnds)+nnds*5);

soln.syy(:,f)=q((1:nnds)+nnds*6);

soln.p(:,f)=q((1:nnds)+nnds*7);

% soln.cond(:,f)=condest(stiff);

us=mean(reshape(soln.usx(:,f),nnd(1),nnd(2)),2);

ut=mean(reshape(soln.utx(:,f),nnd(1),nnd(2)),2);

s=mean(reshape(soln.sxx(:,f),nnd(1),nnd(2)),2);

p=mean(reshape(soln.p(:,f),nnd(1),nnd(2)),2);

Z=p(1)/ut(1);

R=(Z-air.rho*air.c)/(Z+air.rho*air.c);

alpha(:,f)=1-abs(R)^2;

🎉3 参考文献

部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。

[1]刘占芳,严波,唐录成.饱和多孔弹性材料中加速度波的传播[J].重庆大学学报(自然科学版),1998(02):9-17.

🌈4 Matlab代码实现