Klimaskepsis mit dem PC

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Blick in die Zukunft

Kann man mit dem Computer in die Zukunft sehen? Man kann, vorrausgesetzt das Problem ist einfach genug für den Rechner und die Randbedingungen sind für den betrachteten Zeitraum bekannt. Unser erstes Beispiel ist wieder die Wärmeleitung in einem Stab, hier aber als ein eindimensionales, instationäres Randwertproblem, d.h. wir bringen die Zeit mit ins Spiel.

Anwenden des Programms

  1. Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem Sie das Programm "wlgl_inst_1d" laufen lassen wollen.
  2. In diesem Verzeichnis benötigen Sie alle Quelldateien, die Datei "steuer.txt", die Gitterdatei gitter_fvm_11.dat und die Datei mit den Randbedingungen "rand.dat". Es bietet sich an, das Archiv herunterzuladen und im Verzeichnis zu öffnen. Das Archiv enthält die jeweilige Quelldateien, die Gitter-, Steuer- und Randbedingungsdatei sowie eine Dokumentation. Natürlich können Sie die Dateien entweder einzeln anklicken und speichern, was aber mühselig ist.
  3. Dann öffnen Sie ein Konsolenfenster in diesem Verzeichnis (rechter Mausklick im Fenster des Verzeichnisses, dann "Terminal hier öffnen" klicken).
  4. Führen Sie einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
  5. Mit python3 wlgl_inst_1d_haupt.py startet man das Programm in der Konsole.
  6. Das Programm listet dem Benutzer die Steuerparameter, die in der Steuerdatei enthalten sind, auf.
  7. Ein Klick auf den "weiter"-Button läßt das Programm rechnen.
  8. Es erscheint eine Graphik, die die Temperaturverteilung zum Zeitpunkt t = ausgabezeit_1 im Stab darstellt. Diese kann unter verschiedenen Formaten gespeichert werden.
  9. Drückt man auf das Kreuz rechts oben, dann verschwindet die Graphik und das Programm rechnet weiter, bis die Graphik bei t = ausgabezeit_2 erscheint.
  10. Auch hier kann gegebenenfalls gespeichert und weitergeklickt werden, so daß die Temperaturverteilung bei t = ausgabezeit_3 zu sehen ist.
  11. Nach dem Wegklicken dieser Graphik erscheint dann die letzte Graphik für den Zeitpunkt t = t_ende.
  12. Das Programm endet nach dem Wegklicken dieser Graphik.

Im folgenden sind diese 4 Graphiken gezeigt:

Die Randbedingungen in der Datei "rand.dat" legen die Dirichlet-Randbedingungen "0 Kelvin am West- und Ostrand" fest. Es ist davon auszugehen, daß sich die Temperaturen im Stab an diese Randtemperatur annähert, und zwar im Zentrum am langsamsten. Dieses ergibt auch die Simulation. Die Temperaturverläufe sind selbstähnlich, die Information steckt in der Skalierung der Graphiken.

Dokumentation

Archiv Python
Hauptprogramm in python3
Steuereinheit in python3
Koeffizientenmatrix in python3
Löser des LGS in python3
Ausgabeeinheit in python3
Steuerdatei
Gitterdatei
Randbedbedingungsdatei