How to plot two concentric spheres with radius1=1 and radius2 =10 in MATLAB and filled with fluid flow (I have one velocity component only)
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How to plot two concentric spheres with radius1=1 and radius2 =10 in MATLAB and filled with fluid flow (I have one velocity component only)
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Dyuman Joshi
on 8 Aug 2023
What are the values of the variables?
You will need atleast 2 velocity components to plot streamlines
Accepted Answer
Torsten
on 8 Aug 2023
Edited: Torsten
on 8 Aug 2023
lambda=1.5;
eta=1;
beta1=10;beta2=10;
alpha=.00001;
eta1=0.0;w=0.1;k=(1/eta.^2).^(0.5); a=1; % w=w2/w1
alpha1=((k.^2+(k.^4-4.*alpha.^2).^(0.5))./2).^(0.5);
alpha2=((k.^2-(k.^4-4.*alpha.^2).^(0.5))./2).^(0.5);
a11=(-(alpha1 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) .* alpha1 ./ beta1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) - ((alpha1 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1) ./ beta1) ; ...
a12=(-alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) ./ beta1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) - ((alpha2 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2) ./ beta1) ;
a13= ((alpha1 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) .* alpha1 ./ beta1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) - ((alpha1 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1) ./ beta1) ;
a14=(alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) ./ beta1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) - ((alpha2 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2) ./ beta1) ;
a21=(-0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) + (-0.2e1 .* alpha1 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1)) ;
a22=(-0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) + (-0.2e1 .* alpha2 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2)) ;
a23=(0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) + (-0.2e1 .* alpha1 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1));
a24=(0.2e1 .* (eta + eta1) .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) .* alpha2 + (-0.2e1 .* alpha2 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2));
a31=((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* alpha1 .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1)) + ((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1))) ;
a32= (alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)) + ((alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2))) ;
a33= (-(alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* alpha1 .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1)) + ((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1))) ;
a34= (-alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)) + ((alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)));
a41=(-0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1) - 0.2e1 .* (alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1)) ;
a42=(-0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2) - 0.2e1 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2)) ;
a43= (0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1) - 0.2e1 .* (alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1)) ;
a44= (0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2) - 0.2e1 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2)) ;
A1 = (((a14 .* lambda .* w - a34) .* a43 - a44 .* (a13 .* lambda .* w - a33)) .* a22 + ((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a42 + a44 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a23 + ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a42 - a43 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a24) ./ (((-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 + (a11 .* a33 - a13 .* a31) .* a44 - a41 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a22 + ((a11 .* a34 - a14 .* a31) .* a42 + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 + a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32)) .* a23 + ((-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 + (a11 .* a32 - a12 .* a31) .* a43 - a41 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32)) .* a24 - ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a42 + (-a12 .* a34 + a14 .* a32) .* a43 - a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32)) .* a21) ;
B1 = (((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a43 + a44 .* (a13 .* lambda .* w - a33)) .* a21 + ((a14 .* lambda .* w - a34) .* a41 - a44 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a23 - ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a41 - a43 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a24) ./ (((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a43 + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) + a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a21 + (a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32) + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 - a42 .* (-a11 .* a34 + a14 .* a31)) .* a23 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (a11 .* a32 - a12 .* a31) .* a43 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42) .* a24 + a22 .* ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 - a44 .* (-a11 .* a33 + a13 .* a31))) ;
C1 = (((a14 .* lambda .* w - a34) .* a42 - a44 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a21 + ((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a41 + a44 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a22 + ((a12 .* lambda .* w - a32) .* a41 - a42 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a24) ./ ((a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33) + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) - (-a12 .* a34 + a14 .* a32) .* a43) .* a21 + ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (a11 .* a33 - a13 .* a31) .* a44 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43) .* a22 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 - a43 .* (-a11 .* a32 + a12 .* a31)) .* a24 - ((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a41 + a42 .* (-a11 .* a34 + a14 .* a31) - (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44) .* a23) ;
D1 = (((-a13 .* lambda .* w + a33) .* a42 + a43 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a21 + ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a41 - a43 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a22 - ((a12 .* lambda .* w - a32) .* a41 - a42 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a23) ./ (((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a43 + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) + a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a21 + a22 .* ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 - a44 .* (-a11 .* a33 + a13 .* a31)) + ((a11 .* a34 - a14 .* a31) .* a42 + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 + a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32)) .* a23 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 - a43 .* (-a11 .* a32 + a12 .* a31)) .* a24);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Rmin = 1;
Rmax = 2.5;
range = -Rmax:0.01:Rmax;
[x,y] = meshgrid(range);
r = sqrt(x.^2+y.^2);
v1=(A1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + B1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2) + C1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + D1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2)) .* r .^ (-0.1e1 ./ 0.2e1) ;
v1(r<Rmin)=NaN;
v1(r>Rmax)=NaN;
contourf(x,y,v1)
hold on
theta = linspace(0,2*pi,100);
xfill = Rmin*cos(theta);
yfill = Rmin*sin(theta);
fill(xfill,yfill,[0.7 0.7 0.7])
hold on
theta = linspace(0,pi/2,25);
xfill = [0,Rmax,Rmax,Rmax*cos(theta)];
yfill = [Rmax,Rmax,0,Rmax*sin(theta)];
fill(xfill,yfill,[0.7 0.7 0.7])
hold on
theta = linspace(pi/2,pi,25);
xfill = [-Rmax,-Rmax,0,Rmax*cos(theta)];
yfill = [0,Rmax,Rmax,Rmax*sin(theta)];
fill(xfill,yfill,[0.7 0.7 0.7])
hold on
theta = linspace(pi,3/2*pi,25);
xfill = [0,-Rmax,-Rmax,Rmax*cos(theta)];
yfill = [-Rmax,-Rmax,0,Rmax*sin(theta)];
fill(xfill,yfill,[0.7 0.7 0.7])
hold on
theta = linspace(3/2*pi,2*pi,25);
xfill = [Rmax,Rmax,0,Rmax*cos(theta)];
yfill = [0,-Rmax,-Rmax,Rmax*sin(theta)];
fill(xfill,yfill,[0.7 0.7 0.7])
hold off
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Torsten
on 8 Aug 2023
lambda=1.5;
eta=1;
beta1=10;beta2=10;
alpha=.00001;
eta1=0.0;w=0.1;k=(1/eta.^2).^(0.5); a=1; % w=w2/w1
alpha1=((k.^2+(k.^4-4.*alpha.^2).^(0.5))./2).^(0.5);
alpha2=((k.^2-(k.^4-4.*alpha.^2).^(0.5))./2).^(0.5);
a11=(-(alpha1 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) .* alpha1 ./ beta1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) - ((alpha1 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1) ./ beta1) ; ...
a12=(-alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) ./ beta1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) - ((alpha2 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2) ./ beta1) ;
a13= ((alpha1 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) .* alpha1 ./ beta1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) - ((alpha1 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1) ./ beta1) ;
a14=(alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) ./ beta1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) - ((alpha2 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2) ./ beta1) ;
a21=(-0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) + (-0.2e1 .* alpha1 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1)) ;
a22=(-0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) + (-0.2e1 .* alpha2 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2)) ;
a23=(0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) + (-0.2e1 .* alpha1 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1));
a24=(0.2e1 .* (eta + eta1) .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) .* alpha2 + (-0.2e1 .* alpha2 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2));
a31=((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* alpha1 .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1)) + ((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1))) ;
a32= (alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)) + ((alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2))) ;
a33= (-(alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* alpha1 .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1)) + ((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1))) ;
a34= (-alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)) + ((alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)));
a41=(-0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1) - 0.2e1 .* (alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1)) ;
a42=(-0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2) - 0.2e1 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2)) ;
a43= (0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1) - 0.2e1 .* (alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1)) ;
a44= (0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2) - 0.2e1 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2)) ;
A1 = (((a14 .* lambda .* w - a34) .* a43 - a44 .* (a13 .* lambda .* w - a33)) .* a22 + ((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a42 + a44 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a23 + ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a42 - a43 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a24) ./ (((-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 + (a11 .* a33 - a13 .* a31) .* a44 - a41 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a22 + ((a11 .* a34 - a14 .* a31) .* a42 + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 + a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32)) .* a23 + ((-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 + (a11 .* a32 - a12 .* a31) .* a43 - a41 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32)) .* a24 - ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a42 + (-a12 .* a34 + a14 .* a32) .* a43 - a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32)) .* a21) ;
B1 = (((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a43 + a44 .* (a13 .* lambda .* w - a33)) .* a21 + ((a14 .* lambda .* w - a34) .* a41 - a44 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a23 - ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a41 - a43 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a24) ./ (((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a43 + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) + a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a21 + (a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32) + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 - a42 .* (-a11 .* a34 + a14 .* a31)) .* a23 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (a11 .* a32 - a12 .* a31) .* a43 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42) .* a24 + a22 .* ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 - a44 .* (-a11 .* a33 + a13 .* a31))) ;
C1 = (((a14 .* lambda .* w - a34) .* a42 - a44 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a21 + ((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a41 + a44 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a22 + ((a12 .* lambda .* w - a32) .* a41 - a42 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a24) ./ ((a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33) + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) - (-a12 .* a34 + a14 .* a32) .* a43) .* a21 + ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (a11 .* a33 - a13 .* a31) .* a44 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43) .* a22 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 - a43 .* (-a11 .* a32 + a12 .* a31)) .* a24 - ((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a41 + a42 .* (-a11 .* a34 + a14 .* a31) - (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44) .* a23) ;
D1 = (((-a13 .* lambda .* w + a33) .* a42 + a43 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a21 + ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a41 - a43 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a22 - ((a12 .* lambda .* w - a32) .* a41 - a42 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a23) ./ (((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a43 + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) + a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a21 + a22 .* ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 - a44 .* (-a11 .* a33 + a13 .* a31)) + ((a11 .* a34 - a14 .* a31) .* a42 + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 + a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32)) .* a23 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 - a43 .* (-a11 .* a32 + a12 .* a31)) .* a24);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Rmin = 1;
Rmax = 2.5;
range = -Rmax:0.01:Rmax;
[x,y] = meshgrid(range);
r = sqrt(x.^2+y.^2);
v1=(A1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + B1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2) + C1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + D1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2)) .* r .^ (-0.1e1 ./ 0.2e1) ;
v1(r<Rmin)=NaN;
v1(r>Rmax)=NaN;
v1(y<0) = NaN;
contourf(x,y,v1)
hold on
theta = linspace(0,pi,100);
xfill = Rmin*cos(theta);
yfill = Rmin*sin(theta);
fill([-Rmin,Rmin,xfill],[0,0,yfill],[0.7 0.7 0.7])
hold on
theta = linspace(0,pi/2,25);
xfill = [0,Rmax,Rmax,Rmax*cos(theta)];
yfill = [Rmax,Rmax,0,Rmax*sin(theta)];
fill(xfill,yfill,[0.7 0.7 0.7])
hold on
theta = linspace(pi/2,pi,25);
xfill = [-Rmax,-Rmax,0,Rmax*cos(theta)];
yfill = [0,Rmax,Rmax,Rmax*sin(theta)];
fill(xfill,yfill,[0.7 0.7 0.7])
hold off
colorbar
axis equal
ylim([0 Rmax])
More Answers (1)
Torsten
on 8 Aug 2023
Edited: Torsten
on 8 Aug 2023
I'm surprised that velocity increases with growing r. Continuity equation should force velocity to decrease. But maybe my parameters are wrong or I didn't understand what is plotted.
r = 1:0.1:10;
A1 = 1;
B1 = 1;
C1 = 1;
D1 = 1;
alpha1 = 1;
alpha2 = 1;
theta = pi/2;
velocity = @(r)(A1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + B1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2) + C1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + D1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2)) .* r .^ (-0.1e1 ./ 0.2e1) .* sin(theta);
plot(r,velocity(r))
15 Comments
Torsten
on 8 Aug 2023
Edited: Torsten
on 8 Aug 2023
Decay is visible in your contours plot, but not the correct one. The following plot should be a horizontal line. But maybe I don't understand what your v1 really is - I assumed it is some kind of velocity in a sphere in radial direction.
lambda=2.5;
eta=1;
%beta1=10.^10;beta2=10.^10;
beta1=10.^10;beta2=10.^10;
alpha=1;
eta1=0.0;w=0.1;k=(1/eta.^2).^(0.5); a=1; % w=w2/w1
alpha1=((k.^2+(k.^4-4.*alpha.^2).^(0.5))./2).^(0.5);
alpha2=((k.^2-(k.^4-4.*alpha.^2).^(0.5))./2).^(0.5);
a11=(-(alpha1 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) .* alpha1 ./ beta1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) - ((alpha1 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1) ./ beta1) ; ...
a12=(-alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) ./ beta1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) - ((alpha2 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2) ./ beta1) ;
a13= ((alpha1 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) .* alpha1 ./ beta1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) - ((alpha1 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1) ./ beta1) ;
a14=(alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta - 2 .* eta - 2 .* eta1 - 1) ./ beta1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) - ((alpha2 .^ 2 .* eta) - beta1 - (6 .* eta) - (6 .* eta1) - 0.3e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2) ./ beta1) ;
a21=(-0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) + (-0.2e1 .* alpha1 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1)) ;
a22=(-0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) + (-0.2e1 .* alpha2 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2)) ;
a23=(0.2e1 .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha1) + (-0.2e1 .* alpha1 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha1));
a24=(0.2e1 .* (eta + eta1) .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, alpha2) .* alpha2 + (-0.2e1 .* alpha2 .^ 2 .* eta - 0.6e1 .* eta - 0.6e1 .* eta1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, alpha2));
a31=((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* alpha1 .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1)) + ((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1))) ;
a32= (alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)) + ((alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2))) ;
a33= (-(alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* alpha1 .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1)) + ((alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha1))) ;
a34= (-alpha2 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 - lambda .^ 2 - 2 .* eta - 2 .* eta1) .* (lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)) + ((alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2) + beta2 .* (lambda .^ 3) - (3 .* lambda .^ 2) - (6 .* eta) - (6 .* eta1)) .* (lambda .^ (-0.7e1 ./ 0.2e1)) ./ beta2 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, (lambda .* alpha2)));
a41=(-0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1) - 0.2e1 .* (alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1)) ;
a42=(-0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besselk(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2) - 0.2e1 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2)) ;
a43= (0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha1 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1) - 0.2e1 .* (alpha1 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha1)) ;
a44= (0.2e1 .* lambda .^ (-0.3e1 ./ 0.2e1) .* (eta + eta1) .* alpha2 .* besseli(0.1e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2) - 0.2e1 .* (alpha2 .^ 2 .* eta .* lambda .^ 2 + 0.3e1 .* eta + 0.3e1 .* eta1) .* lambda .^ (-0.5e1 ./ 0.2e1) .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, lambda .* alpha2)) ;
A1 = (((a14 .* lambda .* w - a34) .* a43 - a44 .* (a13 .* lambda .* w - a33)) .* a22 + ((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a42 + a44 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a23 + ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a42 - a43 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a24) ./ (((-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 + (a11 .* a33 - a13 .* a31) .* a44 - a41 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a22 + ((a11 .* a34 - a14 .* a31) .* a42 + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 + a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32)) .* a23 + ((-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 + (a11 .* a32 - a12 .* a31) .* a43 - a41 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32)) .* a24 - ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a42 + (-a12 .* a34 + a14 .* a32) .* a43 - a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32)) .* a21) ;
B1 = (((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a43 + a44 .* (a13 .* lambda .* w - a33)) .* a21 + ((a14 .* lambda .* w - a34) .* a41 - a44 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a23 - ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a41 - a43 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a24) ./ (((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a43 + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) + a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a21 + (a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32) + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 - a42 .* (-a11 .* a34 + a14 .* a31)) .* a23 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (a11 .* a32 - a12 .* a31) .* a43 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42) .* a24 + a22 .* ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 - a44 .* (-a11 .* a33 + a13 .* a31))) ;
C1 = (((a14 .* lambda .* w - a34) .* a42 - a44 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a21 + ((-a14 .* lambda .* w + a34) .* a41 + a44 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a22 + ((a12 .* lambda .* w - a32) .* a41 - a42 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a24) ./ ((a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33) + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) - (-a12 .* a34 + a14 .* a32) .* a43) .* a21 + ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (a11 .* a33 - a13 .* a31) .* a44 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43) .* a22 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 - a43 .* (-a11 .* a32 + a12 .* a31)) .* a24 - ((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a41 + a42 .* (-a11 .* a34 + a14 .* a31) - (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44) .* a23) ;
D1 = (((-a13 .* lambda .* w + a33) .* a42 + a43 .* (a12 .* lambda .* w - a32)) .* a21 + ((a13 .* lambda .* w - a33) .* a41 - a43 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a22 - ((a12 .* lambda .* w - a32) .* a41 - a42 .* (a11 .* lambda .* w - a31)) .* a23) ./ (((a12 .* a34 - a14 .* a32) .* a43 + a44 .* (-a12 .* a33 + a13 .* a32) + a42 .* (-a13 .* a34 + a14 .* a33)) .* a21 + a22 .* ((a13 .* a34 - a14 .* a33) .* a41 + (-a11 .* a34 + a14 .* a31) .* a43 - a44 .* (-a11 .* a33 + a13 .* a31)) + ((a11 .* a34 - a14 .* a31) .* a42 + (-a11 .* a32 + a12 .* a31) .* a44 + a41 .* (-a12 .* a34 + a14 .* a32)) .* a23 + ((a12 .* a33 - a13 .* a32) .* a41 + (-a11 .* a33 + a13 .* a31) .* a42 - a43 .* (-a11 .* a32 + a12 .* a31)) .* a24);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Rmin = 1;
Rmax = 2.5;
r = Rmin:0.01:Rmax;
v1=(A1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + B1 .* besselk(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2) + C1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha1) + D1 .* besseli(0.3e1 ./ 0.2e1, r .* alpha2)) .* r .^ (-0.1e1 ./ 0.2e1) ;
plot(r,4*pi*r.^2.*v1)
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