infistream

FLUX INTEGRATION OVER ELEMENT FACES​

Flux integration over element faces. Denoting the convection and diffusion flux terms by  and  respectively, their expressions are given by:

Selanjutnya, dengan mendefinisikan total fluks  sebagai jumlah dari fluks konveksi dan difusi, dapat dituliskan sebagai:

Dalam Persamaan (5.8) – (5.10), fluks permukaan dievaluasi pada wajah-wajah elemen daripada diintegrasikan di dalamnya. Transformasi ini memiliki konsekuensi penting pada sifat-sifat FVM, salah satunya adalah bahwa metode tersebut menjadi konservatif, seperti yang akan dibahas nanti.

Untuk melanjutkan lebih lanjut dengan diskritisasi, integral permukaan di setiap wajah elemen ditambah dengan integral volume dari suku sumber harus dievaluasi. Dengan menggunakan kuartet Gaussian, integral di wajah   dari elemen menjadi:

di mana “ip” merujuk pada titik integrasi dan adalah jumlah titik integrasi di sepanjang permukaan  Seperti yang terlihat pada Gambar 5.2, sejumlah opsi tersedia dengan tingkat akurasi tergantung pada jumlah titik integrasi yang digunakan dan fungsi penimbang  Untuk integrasi nilai rata-rata sederhana (Gambar 5.2a), juga dikenal sebagai aturan trapesium, hanya satu titik integrasi yang terletak di centroid wajah yang digunakan dengan fungsi penimbang bernilai 1 Aproksimasi ini memiliki akurasi orde dua dan dapat digunakan dalam dua dan tiga dimensi. Pilihan lain (Gambar 5.2b) dalam dua dimensi, yang memiliki akurasi orde ketiga, melibatkan dua titik integrasi  yang terletak di  dan di mana adalah jarak sepanjang wajah diukur dari satu ujung dan dinormalisasi oleh panjang total, dengan bobot  Opsi ketiga digambarkan dalam Gambar 5.2c.

Pengintegrasian (Gambar 5.3b) melibatkan penggunaan empat titik integrasi. Bobot dihitung sebagai hasil perkalian dari bobot satu dimensi dan titik integrasi. Titik-titik  diperoleh dari profil satu dimensi. Oleh karena itu, fungsi dihitung padadan  dengan bobot yang samaMetode integrasi Gauss sembilan titik (Gambar 5.3c) melibatkan penggunaan sembilan titik integrasi. Akurasi meningkat seiring dengan peningkatan jumlah titik integrasi tetapi biaya komputasi juga meningkat.