MATLAB流体数值模拟与分析系统

资 源 简 介

基于MATLAB开发的流体动力学数值计算系统，集成流速场计算和压力分布分析两大模块。采用有限差分法求解Navier-Stokes方程和泊松方程，适用于二维不可压缩流体仿真研究，提供完整的数值模拟解决方案。

详 情 说 明

基于MATLAB的流体数值模拟与分析系统

项目介绍

本项目是一套完整的流体动力学数值计算解决方案，采用MATLAB语言开发。系统基于有限差分法，对二维不可压缩流体的Navier-Stokes方程进行数值求解，能够模拟多种典型流动场景，并提供专业的后处理可视化功能。适用于计算流体力学(CFD)的教学、科研及工程预研场景。

功能特性

• 流速场计算模块：利用有限差分法离散并求解二维不可压缩Navier-Stokes方程，获取流场的速度分布
• 压力分布分析模块：通过求解压力泊松方程，采用压力修正算法（SIMPLE算法变体）计算压力场
• 流线可视化模块：生成流线图、压力云图、速度矢量图等多种专业流体可视化图形
• 实例演示模块：内置方腔流动（顶盖驱动）、圆管流动、圆柱绕流等多个经典案例，便于快速验证与学习
• 收敛性分析：实时监控计算残差，生成收敛曲线，确保求解的稳定性与准确性

使用方法

1. 设置计算参数：在相应模块中输入计算区域几何尺寸、网格划分密度、流体物性参数（密度、粘度）等
2. 定义边界条件：指定入口速度条件、出口压力条件以及壁面边界条件（无滑移/滑移等）
3. 配置求解控制：设置时间步长、总迭代步数、收敛阈值等计算控制参数
4. 执行数值计算：运行主程序启动流动模拟计算过程
5. 查看与分析结果：计算完成后系统自动输出速度场、压力场数据，并生成流线、压力云图等可视化结果

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必备工具箱：MATLAB基本安装（无需额外工具箱）

文件说明

项目中主程序文件整合了系统的核心功能，主要包括计算参数初始化、流动控制方程数值求解循环、压力场迭代计算、结果数据存储以及多种可视化图形的生成。该文件通过结构化编程实现了从参数输入到结果输出的完整工作流程，用户可通过修改其中的参数配置来模拟不同的流体流动场景。