FLUENT软件求解器选择：基于压力与基于密度

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。
　　1) 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。
　　2) 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，可以和所有动网格、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通量格式，AUSm提供了对不连续激波提供更高精度的分辨率，Roe-FDS通量格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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