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5.求解器的设置
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FLUENT培训教材04求解器设置
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在FLUENT软件当中,有两种数值方法可以选择:
● 基于压力的求解器。
● 基于密度的求解器。
  从传统上讲,基于压力的求解器是针对低速、不可压缩流开发的,基于密度的求解器是针对高速、可压缩流开发的。但近年来这两种方法被不断地扩展和重构,使得它们可以突破传统上的限制,可以求解更为广泛的流体流动问题。
  FLUENT软件基于压力的求解器和基于密度的求解器完全在同一界面下,确保FLUENT对于不同的问题都可以得到很好的收敛性、稳定性和精度。
  1. 基于压力的求解器
  基于压力的求解器采用的计算法则属于常规意义上的投影方法。投影方法中,首先通过动量方程求解速度场,继而通过压力方程的修正使得速度场满足连续性条件。由于压力方程来源于连续性方程和动量方程,从而保证整个流场的模拟结果同时满足质量守恒和动量守恒。由于控制方程(动量方程和压力方程)的非线性和相互耦合作用,就需要一个迭代过程,使得控制方程重复求解直至结果收敛,用这种方法求解压力方程和动量方程。
  在FLUENT软件中共包含两个基于压力的求解器,一个是分离算法,另一个是耦合算法。
  <span style="color:#) 基于压力的分离求解器
  分离求解器顺序地求解每一个变量的控制方程,每一个控制方程在求解时被从其他方程中“解耦”或分离,并且因此而得名。分离算法内存效率非常高,因为离散方程仅仅在一个时刻需要占用内存,收敛速度相对较慢,因为方程是以“解耦”方式求解的。
  工程实践表明,分离算法对于燃烧、多相流问题更加有效,因为它提供了更为灵活的收敛控制机制。
  <span style="font-size:18 color:#) 基于压力的耦合求解器
  基于压力的耦合求解是FLUENT 6.3的一个新功能。它以耦合方式求解动量方程和基于压力的连续性方程,它的内存使用量大约是分离算法的1.5到2倍;由于以耦合方式求解,使得它的收敛速度具有5到10倍的提高。同时还具有传统压力算法物理模型丰富的优点,可以和所有动网&#26684;、多相流、燃烧和化学反应模型兼容,同时收敛速度远远高于基于密度的求解器。
  2. 基于密度的求解器
  基于密度的方法就是直接求解瞬态N-S方程(瞬态N-S方程理论上是绝对稳定的),将稳态问题转化为时间推进的瞬态问题,由给定的初场时间推进到收敛的稳态解,这就是我们通常说的时间推进法(密度基求解方法)。这种方法适用于求解亚音、高超音速等流场的强可压缩流问题,且易于改为瞬态求解器。
  FLUENT软件中基于密度的求解器源于FLUENT和NASA合作开发的RAMPANT软件,因此被广泛地应用于航空航天工业。FLUENT 6.3中新增加了AUSM和Roe-FDS通量&#26684;式,AUSm提供了对不连续激波提供更高精度的分辨率,Roe-FDS通量&#26684;式减小了在大涡模拟计算中的耗散,从而进一步提高了FLUENT在高超声速模拟方面的精度。
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