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2016-09-30 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
FLUENT中的求解器、算法和離散方法
I 求解器:
FLUENT中求解器的選擇在如下圖所示界面中設置:
FLUENT中的求解器主要是按照是否聯立求解各控制方程來區分的,詳見下圖:
II 算法:
算法是求解時的策略,即按照什么樣的方式和步驟進行求解。FLUENT中算法的選擇在如下圖所示的界面中設置:
這里簡單介紹一下SIMPLE、SIMPLEC、PISO等算法的基本思想和適用范圍。
SIMPLE算法:基本思想如前面講求解器的那張圖中解釋分離式求解器的例子所示的一樣,這里再貼一遍:
1.假設初始壓力場分布。
2.利用壓力場求解動量方程,得到速度場。
3.利用速度場求解連續性方程,使壓力場得到修正。
4.根據需要,求解湍流方程及其他方程
5.判斷但前計算是否收斂。若不收斂,返回第二步。
簡單說來,SIMPLE算法就是分兩步走:第一步預測,第二步修正,即預測-修正。
SIMPLC算法:是對SIMPLE算法的一種改進,其計算步驟與SIMPLE算法相同,只是壓力修正項中的一些系數不同,可以加快迭代過程的收斂。
PISO算法:比SIMPLE算法增加了一個修正步,即分三步:第一步預測,第二步修正得到一個修正的場分布,第三步在第二步基礎上在進行一側修正。即預測-修正-修正。PISO算法在求解瞬態問題時有明顯優勢。對于穩態問題可能SIMPLE或SIMPLEC更合適。
如果你實在不知道該如何選擇,就保持FLUENT的默認選項好了。因為默認選項可以很好解決70%以上的問題,而且對于大部分出了問題的計算來說,也很少是因為算法選擇不恰當所致。
III 離散方法:
離散方法是指按照什么樣的方式將控制方程在網格節點離散,即將偏微分格式的控制方程轉化為各節點上的代數方程組。FLUENT中離散方法的選擇在如下圖所示的界面中設置:
簡單介紹常用的幾種離散方法:
一階迎風格式/ Fisrst order
upwind:一階迎風格式考慮了流動方向,可以得到物理上看起來合理的解。但當對流作用占主導而擴散作用很小的時候,一階迎風格式夸大了擴散的影響,容易偏離真正的場分布。一階格式具有一階精度截差,當網格密度不足時,一階格式的求解精度有限。
二階迎風格式/ Second order
upwind:二階格式在一階基礎上考慮了物理量在節點間分布曲線的曲率的影響,具有二階精度截差。
QUICK格式:QUICK格式的對流項具有三階精度截差,而擴散項具有二階截差。QUICK格式可以減少假擴散誤差,精度較高,但主要用用結構網格(二維的四邊形網格,三維的六面體網格)。
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