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fluent常识积累
pressure based和density based
转一个:1.1.2 Coupled和segregated求解有什么区别?? ?? ?? ?Coupled会同时求解所有的方程(质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程)而不是单个方程求解(方程互相分离)。当速度和压力高度耦合(高压和高速)时应该使用耦合求解,但这样会需要较长的计算时间。? ?? ?? ?在耦合求解中,能量方程中总是包含组分扩散(Species Diffusion Term)项。? ?? ?? ?当使用segregated求解时,fluent允许指定固体材料的各项异性传导性。? ?? ?? ?求解方法主要根据要求解的模型来选择。Segregated方法是基于压力,而coupled求解是基于密度的。这样就使得segregated求解低速流动较好而coupled求解音速/超音速问题较好。我不推荐使用coupled求解所有低于马赫数4的流动(直到基于压力的coupled求解方法出现在下一个fluent版本中)。我曾经用segregated方法求解直到1.5马赫的问题,并且结果很好。但是速度越高,需要的网格就越多(因为segregated趋向于“平滑”波动),所以必须多加注意划分网格。? ?? ?? ?Coupled方法使用默认设置时往往是比较稳定的。Segregated方法常常对容许极根很敏感。当使用segregated方法求解时,不要提高turbulent viscosity ration limit(除非你根据过去的经验或者你的物理模型有很好的理由超过这个极限,但我从没有听说这样是比较理想的)。不要给压力和温度极限限定的合理的范围(例如Plimits=Pstatic+/-(2*dynamic pressure))来计算适当的温度。
Pressure-Based Solver是Fluent的优势,它是基于压力法的求解器,使用的是压力修正算法,求解的控制方程是标量形式的,擅长求解不可压缩流动,对于可压流动也可以求解;Fluent 6.3以前的版本求解器,只有Segregated Solver和Coupled Solver,其实也就是Pressure-Based Solver的两种处理方法;? ?Density-Based Solver是Fluent 6.3新发展出来的,它是基于密度法的求解器,求解的控制方程是矢量形式的,主要离散格式有Roe,AUSM+,该方法的初衷是让Fluent具有比较好的求解可压缩流动能力,但目前格式没有添加任何限制器,因此还不太完善;它只有Coupled的算法;对于低速问题,他们是使用Preconditioning方法来处理,使之也能够计算低速问题。? ?Density-Based Solver下肯定是没有SIMPLEC,PISO这些选项的,因为这些都是压力修正算法,不会在这种类型的求解器中出现的;一般还是使用Pressure-Based Solver解决问题。1.非耦合求解(Segregated);2.耦合隐式求解(Coupled Implicit);3.耦合显式求解(Coupled Explicit)
非耦合求解方法主要用于不可压缩或压缩性不强的流体流动。耦合求解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,有强的体积力(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,可以耦合求解能量和动量方程,能比较快地得到收敛解。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倍)。如果必须要耦合求解,但是你的机器内存不够,这时候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。
这里需要指出的是非耦合求解的一些模型在耦合求解解法器里并不都有。耦合解法器没有的模型包括:多相流模型,混合分数/PDF燃烧模型,预混燃烧模型,污染物生成模型,相变模型,Rosseland辐射模型,确定质量流率的周期性流动模型及周期性换热模型等。
隐式( Implicit ):对于给定变量,单元内的未知值用邻近单元的已知和未知值计算得出。因此,每一个未知值会在不止一个方程中出现,这些方程必须同时解来给出未知量。
显式( Explicit ):对于给定变量,每一个单元内的未知量用只包含已知量的关系式计算得到。因此未知量只在一个方程中出现,而且每一个单元内的未知量的方程只需解一次就可以给出未知量的值。
一阶迎风格式( First Order Upwind ):当需要一阶精度时,我们假定描述单元内变量平均值的单元中心变量就是整个单元内各个变量的值,而且单元表面的量等于单元内的量。因此,当选择一阶迎风格式时,表面值被设定
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