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该算法源于经典的SIMPLE算法。其适用范围为不可压缩流动和中等可压缩流动。这种算法不对Navier-Stokes方程联立求解,而是对动量方程进行压力修正。该算法是一种很成熟的算法,在应用上经过了很广泛的验证。这种方法拥有多种燃烧、化学反应及辐射、多相流模型与其配合,适用于汽车领域的CFD模拟。
Coupled Explicit Solver (耦合显式解法) 这种算法由Fluent公司与NASA联合开发,主要用来求解可压缩流动。该方法与SIMPLE算法不同,而是对整个Navier-Stokes方程组进行联立求解,空间离散采用通量差分分裂格式,时间离散采用多步Runge-Kutta格式,并采用了多重网格加速收敛技术。对于稳态计算,还采用了当地时间步长和隐式残差光顺技术。该算法稳定性好,内存占用小,应用极为广泛。
Coupled Implicit Solver (耦合隐式解法) 该算法是其它所有商用CFD软件都不具备的。该算法也对Navier-Stokes方程组进行联立求解,由于采用隐式格式,因而计算精度与收敛性要优于Coupled Explicit方法,但却占用较多的内存。该算法另一个突出的优点是可以求解全速度范围,即求解范围从低速流动到高速流动。
FLUENT求解方法的选择
①非耦合求解;②耦合隐式求解;③耦合显式求解,
非耦合求解方法主要用于不可压缩或低马赫数压缩性流体的流动。耦合求解方法则可以用在高速可压缩流动。FLUENT默认设置是非耦合求解,但对于高速可压流动,或需要考虑体积力(浮力或离心力)的流动,求解问题时网格要比较密,建议采用耦合隐式求解方法求解能量和动量方程,可较快地得到收敛解。缺点是需要的内存比较大(是非耦合求解迭代时间的1.5-2.0倍)。如果必须要耦合求解,但机器内存不够时,可以考虑用耦合显式解法器求解问题。该解法器也耦合了动量,能量及组分方程,但内存却比隐式求解方法小。缺点是收敛时间比较长 |