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Diskretisierungsgleichung für drei Dimensionen

Die Diskretisierungsgleichung für die allgemeine Differentialgleichung (5.2) in drei Dimensionen (mit $ T$ und $ B$ als ´´top´´- und ´´bottom´´-Nachbarn in $ z$-Richtung) ist:

$\displaystyle a_P \phi_P = a_E \phi_E + a_W \phi_W + a_N \phi_N + a_S \phi_S + a_T \phi_T + a_B \phi_B + b \ ,$ (5.51)

wobei


$\displaystyle a_E$ $\displaystyle =$ $\displaystyle D_e A (\vert P_e \vert ) + [\![ - F_e, 0 ]\!]$  
$\displaystyle a_W$ $\displaystyle =$ $\displaystyle D_w A (\vert P_w \vert ) + [\![ + F_w, 0 ]\!]$  
$\displaystyle a_N$ $\displaystyle =$ $\displaystyle D_n A (\vert P_n \vert ) + [\![ - F_n, 0 ]\!]$  
$\displaystyle a_S$ $\displaystyle =$ $\displaystyle D_s A (\vert P_s \vert ) + [\![ + F_s, 0 ]\!]$  
$\displaystyle a_T$ $\displaystyle =$ $\displaystyle D_t A (\vert P_t \vert ) + [\![ - F_t, 0 ]\!]$  
$\displaystyle a_B$ $\displaystyle =$ $\displaystyle D_b A (\vert P_b \vert ) + [\![ + F_b, 0 ]\!]$ (5.52)
$\displaystyle a_P^0$ $\displaystyle =$ $\displaystyle {\varrho_P^0 \Delta x \Delta y \Delta z \over \Delta t}$  
$\displaystyle b$ $\displaystyle =$ $\displaystyle S_C \Delta x \Delta y \Delta z + a_P^0 \phi_P^0$  
$\displaystyle a_P$ $\displaystyle =$ $\displaystyle a_E + a_W + a_N + a_S + a_B + a_T + a_P^0 - S_P \Delta x \Delta y
\Delta z$  

Die Flüsse und Leitfähigkeiten sind


$\displaystyle F_e$ $\displaystyle =$ $\displaystyle (\varrho u)_e \Delta y \Delta z\ ; \qquad
D_e = {\Gamma_e \Delta y \Delta z \over ( \delta x)_e}$  
$\displaystyle F_w$ $\displaystyle =$ $\displaystyle (\varrho u)_w \Delta y \Delta z\ ; \qquad
D_w = {\Gamma_w \Delta y \Delta z \over ( \delta x)_w}$  
$\displaystyle F_n$ $\displaystyle =$ $\displaystyle (\varrho v)_n \Delta z \Delta x\ ; \qquad
D_n = {\Gamma_n \Delta z \Delta x \over ( \delta y)_n}$  
$\displaystyle F_s$ $\displaystyle =$ $\displaystyle (\varrho v)_s \Delta z \Delta x\ ; \qquad
D_s = {\Gamma_s \Delta z \Delta x \over ( \delta y)_s}$ (5.53)
$\displaystyle F_t$ $\displaystyle =$ $\displaystyle (\varrho w)_t \Delta x \Delta y\ ; \qquad
D_t = {\Gamma_t \Delta x \Delta y \over ( \delta z)_t}$  
$\displaystyle F_b$ $\displaystyle =$ $\displaystyle (\varrho w)_b \Delta x \Delta y\ ; \qquad
D_b = {\Gamma_b \Delta x \Delta y \over ( \delta z)_b}$  

Die Peclet-Zahl $ P$ ist das Verhältnis von $ F$ und $ D$, also $ P_e = {F_e
\over D_e}$ usw. $ A( \vert P \vert )$ ist in der Tabelle in Kapitel 5.1.7 aufgeführt.


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Ulf Bunge 2003-10-10