完整word版,FLUENT中的求解器、算法和离散方法

1、FLUENT中的求解器、算法和离散方法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中求解器的选择在如下图所示界面中设置:Problem SetupGeneralGeneralModeJs MaterialsCell Zone ConditionsBoundary ConditionsMesh InterFacesDynamic MeshReference Value;SolutionSdutkjn MethodsSolution Controls

2、MonitorsSolution InitializdticinCalcdation ActivitiesRun CalcubtionResultsGrap hies and Anitions PlotsReportsMeshCheck. Report QualityTypeO Pressure-Based O Density-BasedVetocity Formulation ©Absolute|hTimeO SteadyTransient2D Space® PlanarO AntisymmetricO flxisymmetric SwirlQ Gravity Unim

3、FLUENT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:分离Segregated solver /Pressure based Solver不百接求解各控制方程的S立方程组.而是18序AL 遜个地求解各变a.主養适用干低速领域-極:MahsiMPLEfiOflwtsa:1.1?设初I施力jg分札2枷乐邦翻歸MS.Mil速阴卿囲世施，JJB畫琵要彌aa磁Jt出懼罠*袒iKtfl暑否蛇.蓊不蚁”量瞬二爭.求解器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中算法的选择在如下图所示的界面中设置:m合忒求解器 C Coupled solver)/何时来解各控制方程

4、，联立求岀各变fi主要适用于 密度.动力、能®等存在较a相互依»的高速旗吃Density based Solver求解过程如丘曳血童方輙耳1&标量方程"Wffint加否削»着不收镀匹丽二歩-II算法:Scheg5IMPtEV1IsimEPISOPrfrMOiVdocty CoupkiQA'ref典琪 FormicationFir盘 Or4er nNooRefJtive Tn» Ad如ce«nedtProblem 5«tup Generd rTWftttCd Zone CondCions 6<xjndat

5、> Condtoons InterfacesOVMmief'iwh Refef«cxe Valu«Solution泗鬲卫氓也屈Sdutjofi CtXtroHMorAorfSokitiOft IrntiMiMiohCakdabon Act(vtie5Run CalculationftesuftiGraphcs arxJ Arwftahons PlotsReportsSollution MethodsSecond OrderDenserSecond Oder QpwdHofWWn5ec网 OrderTur应ifbwtK pwgy iFrst Order Upvw

6、id这里简单介绍一下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

7、过程的收敛。PISO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SIMPLE 或 SIMPLEC 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Solution Melhod

8、sPrMSire-Vftbdty Coupfing组。FLUENT中离散方法的选择在如下图所示的界面中设置:! Problem SetupGenerd Models MaterialssimpleCell Zona Conditions Boundary Conditions Mesh Interfaces Dynembc Mesh ReFerence Valuesi SduthxiiSdutkxi Controls MonitofSSolution InitiaJtiatjon CAlcdatkxi Activiti« Run Cakubtioni ReactsIGt却hcf nd

9、 AnifiWi口m PlotsReportsSpal或爭 jon&sdientGircn-右"s Cel Ssed pressureSecond OrderDsitySecond Oder Upwind5«Cgd Order Upwind iFIgt匹叵舸ndPower 31 QUICK，:.ThtrdOrdw MUSCLvlNorhiteretlve Tirrie Advancement口 I* uPeFauk 1简单介绍常用的几种离散方法: 一阶迎风格式/ Fisrst order up wind: 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/ Secon