华中科技大学有限差分作业终稿

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1、华中科技大学研究生课程考试答题本考生姓名考生学号系、年级类别考试科目_考试日期题号得分题号得分总分:评卷人:注:1、无评卷人签名试卷无效。2、必须用钢笔或圆珠笔阅卷,使用红色。用铅笔阅卷无效。题号回答内容得分Pleasededucethesecond-orderforwarddifferential,second-orderbackwarddifferentialandsecond-ordercentraldifferentialofy=f(x),thendeducetheprecisionofy=f(x)second-ordercentraldiffere

2、ntiaL(10points)Answer:(1)Firstofall,threedifferentialformulaaregivenasfollows:Thesecond-orderforwarddifferentialformula:二△(△『)二△[/(兀+心)_/(兀)]Ax2Ax2Ax2_纣(兀+Ax)-纣(兀)■ZP_Lf(兀+2Ar)—/(兀+Ax)]—[/(兀+心)一/(兀)]二/(x+2Ax)-2/(兀+心)+/⑴Ax2Thesecond-orderbackwarddifferentialformula:△[/(%)—/(兀一心)]Aa-

3、2Ax2Ar2二A/XQ--心)心2_[/(兀)一/(兀一心11一[/(兀一心)一/(兀一2心)[ZP_/(兀)一2/(兀一心)+/0-2心)Thesecond・ordercentraldifferentialformula:A2y_△(△『)_+Ax2Ax2Ax2A/(兀+一(x—*心)Ax2_[/(兀+心)—/(x)]_y(x)—/(x—M)]-2=才0+4兀)_2于(兀)+Ax2(2)Thefunctionf(x+Ar)andf{x-Ar)areexpandedatthepointofxtillthe3rdorderwiththeremainderom

4、itted,/(x4-Ax)—f(x)+f(x)Ax4-2〔(山)+3〕(心)+O((Ax))fixAr)-f(x)f(x)Ar+(Ax)(心)+O((Aa))J•J•ThenbringtheTaylorexpansionof/(x+Ax)and/(x-Ax)tothesecond・ordercentraldifferentialformula,afterrearrangingwegetthatA2y_/(x+Ax)-2/(x)+/(兀_Ax)Ax2Ax2=r(x)+O((Ax)2)Nowwecansaythattheprecisionofthesecond

5、-ordercentraldifferentialformulais2.题号回答内容得分Q2题号回答内容得分Q3PleasesimulatethetemperaturefieldofancastingusingFDM.Thegeometricconditionsandinitialconditionsareasfollows:1)ThematerialofthecastingisZG25,theenvironmenttemperatureis25°Candthemoldmaterialisresinsand;2)Pouringtemperatureis156

6、0°C;3)Choosingacastinggeometry,themoldthicknessis40mm.Requirements:1)Writeoutthe2Dor3Dmathematicalmodelthatdescribesthetemperaturefieldofthecastingcoolingprocess;(10points)2)DeducetheFDMformatofthemathematicalmodel;(10points)3)DrawtheFDMgridmap,anddescribeitusingdatastructure;(10po

7、ints)4)GivethethermalpropertiesparametersofZG25,resinsandandtheair;(10points)5)Programtosimulatethisphysicalprocess,assumingthecavitywasfilledveryfastandtheinitialtemperatureevenlydistributed.Pleaseprovidethemaincodeoftheprogram.(25points)6)Howlongdoesittakewhilethehighesttemperatu

8、reofthecastingdropsto1450°

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