基于同位网格的二维流动压力重构MATLAB计算系统

资 源 简 介

本项目使用同位网格离散Navier-Stokes方程，输入速度场（u、v分量），通过求解压力泊松方程重构压力场，适用于稳态/非稳态流动数值模拟与分析。代码结构清晰，便于流体力学研究与应用。

详 情 说 明

基于同位网格的二维速度场压力场重构计算系统

项目介绍

本项目基于Navier-Stokes方程的动量守恒原理，采用同位网格离散化方法，实现了从速度场到压力场的数值重构计算。系统以二维速度场（u、v分量）为输入，通过求解压力泊松方程，重构出对应的压力场分布。该系统适用于计算流体力学研究，能够处理不规则速度场数据，并提供稳定的数值求解方案。

功能特性

• 同位网格离散：采用同位网格方法对计算域进行离散，确保速度与压力在同一网格节点上定义
• 压力泊松方程求解：基于动量守恒推导压力泊松方程，建立速度场与压力场的数学关系
• 多算法支持：集成SOR（逐次超松弛）和PCG（预条件共轭梯度）等迭代算法，确保求解稳定性
• 数据预处理：支持对不规则速度场数据进行网格插值处理，提高计算适应性
• 结果可视化：提供压力场云图、等值线及收敛曲线等多种可视化输出
• 灵活参数配置：可自定义流体密度、粘性系数和边界条件类型

使用方法

输入数据格式

速度场数据需以结构体或表格形式提供，包含以下字段：

• x：节点x坐标（一维数组，单位：米）
• y：节点y坐标（一维数组，单位：米）
• u：x方向速度分量（二维矩阵，单位：米/秒）
• v：y方向速度分量（二维矩阵，单位：米/秒）

可选参数

• 密度：流体密度（默认值：1.0 kg/m³）
• 动态粘度：流体粘性系数
• 边界条件：无滑移/自由滑移等边界条件类型

输出结果

• 压力场数据矩阵P（二维矩阵，单位：帕斯卡）
• 压力场分布云图（含等值线及颜色映射）
• 迭代收敛曲线图
• CSV/TXT格式的压力数据文件

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS
• 内存需求：≥4GB RAM（取决于网格规模）
• 磁盘空间：≥500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心计算流程，主要包括速度场数据读取与验证、计算网格生成与离散化、边界条件设置、压力泊松方程构建、迭代求解算法执行、收敛性监测、结果数据输出以及可视化图表生成等功能模块。该文件通过协调各算法模块完成从速度场输入到压力场输出的完整计算过程，并确保数值求解的稳定性和准确性。