FLUENT中的求解器、算法和离散方法

1、作为一个非科班出身的CFD工程师，一开始常常被CFD软件里各种概念搞的晕头转向。最近终于静下心来看了看CFD理论的书，理清了一些概念。就此写一遍博文，顺便整理一下所学内容I求解器:FLUENT求解器的选择在如下图所示界面中设置:Problem SetupModete MaterialsFh弓尺严Cell Zane 匚ondition Boundary Condition?Mesh InterfacesDynamic Mesh rente 询 Igs5oluttonSolution Methods 5ol讪on CqptrclsMonitorsSolution Initialiaafcion C

2、alculation Activities Run CalculatlOTiResultsGraphics and Animatloris PlotsReportsGeneraltleshi臭pe” *; Preseure-Baeed . Dens rty-BasedVelocity Formulation AbsoLteRelativeTimeZD SpteQ：_» PlanarTransient? AsisymmetriexisyrnnftEtri 匚5 理卜【 GravityUnit 5.知_|SokerFLUEN中的求解器主要是按照是否联立求解各控制方程来区分的，详见下图:(

3、Segregated solver)/' Pressure bsed Solv«r 求解器不目接求解各腔制方程的轶疔方程纲，町是嶼序地円 逐个地事解各芟呈于低速倾域.mmi : misiwL:忙谨畏呦锻5射布*丸科IfflS*就蘭彌融电族 «£h7ffi«W 心i.«c±£,初也力磁砲S.MKniUiWJS X 占砂坟販丽二阮耦含武求解常CCouplec* solverDensrty Solver同时求解备控制方趕，联立卓岀各妾疑主娶适用干 巒度、动力、能鱼等存霆段轻相互依嶽的高麹毎域.求解过程如下:Z.ftiTMJ

4、SWTTrff. »7fWc a»7TW.1SLfiK.4.畑借前卄肄否收猛'T不戰带孤同第一船.II算法：算法是求解时的策略，即按照什么样的方式和步骤进行求解。FLUENT算法的选择在如下图所示的界面中设置：Solution MethodsPresswVModty CtuplngSchere51MPLEPresss eOrdervSecond Q der UpwndVMomenh/nS«cnd Qi 嫁 UpwindVOcnstyTu hdent K iftrtic EnttgrFrrt Order UpwrdvGraphct and Arwnstion

5、 Ptoc*RepovtfPrcbMm SetupGeneralModek 制孩erMCH Jone Condtionf &xnJ«y Conations Meih Interface DyrfaMnk Refer enct Wb科SoMiOft:wriSpkXwn <on*rotMonitor 1SolutionCakUcn AetMesRunCikuljitimReijtiTransterttFormdMicnF*st Oder IrYbdt*Orton-Iterttva Time AdVAncrrrentF£b> 円4 Fc* 利站纱这里简单介绍一

6、下SIMPLE SIMPLEC PISO等算法的基本思想和适用范围。SIMPLE算法：基本思想如前面讲求解器的那张图中解释分离式求解器的例子所示的一样，这里再贴一遍：1. 假设初始压力场分布。2. 利用压力场求解动量方程，得到速度场。3. 利用速度场求解连续性方程，使压力场得到修正。4. 根据需要，求解湍流方程及其他方程5. 判断但前计算是否收敛。若不收敛，返回第二步。简单说来，SIMPLE算法就是分两步走：第一步预测，第二步修正，即 预测修正。SIMPLC算法：是对SIMPLE算法的一种改进，其计算步骤与 SIMPLE算法相同，只是压力修正项中的一些系数不同，可以 加快迭代过程的收敛。PIS

7、O算法：比SIMPLE算法增加了一个修正步，即分三步：第一步预测，第二步修正得到一个修正的场分布，第三步在第二步基础上在进行一侧修正。即预测修正修正。PISO算法在求解瞬态问题时有明显优势。对于稳态问题可能SIMPL或SIMPLE（更合适。如果你实在不知道该如何选择，就保持 FLUENT的默认选项好了。因为默认选项可以很好解决70%以上的问题，而且对于大部分出了问题的计算来说，也很少是因为算法选择不恰当所致。III离散方法：离散方法是指按照什么样的方式将控制方程在网格节点离散，即将偏微分格式的控制方程转化为各节点上的代数方程组。FLUENT中离散方法的选择在如下图所示的界面中设置：Proble

8、m SetupModelsMteiiatsCei Zone Coftditjon? boundary CoridiUarisDynamic MeshSubon壺點冊俱Jg冃 5o*ution Controls MonitoriSolution Irtfldatioi CakiilatKn rtctivitiej 氧 g CtculatrciriResdts<rjphics 如 Anirri-ation PlotsSolution MethodsSthemSIMPLESpial Discrete atoonGrcbeniR酩fi站他黔C«HSecond OfderMomerLtumSecond Ofder Upwindi-|fon-Iterativa Time Advancennrnt Frozen Flo? ForDefauft 简单介绍常用的几种离散方法：一阶迎风格式/ Fisrst order upwind: 一阶迎风格式考虑了流动方向，可以得到物理上看起来合理的解。但当对流作用占主导而扩散作用很小的时候，一阶迎风格式夸大了扩散的影响，容易偏离真正的场分布。一阶格式具有一阶精度截 差，当网格密度不足时，一阶格式的求解精度有限。二阶迎风格式/ Second orde