密度基求解器

密度基求解器(Coupled Solver)是同時fluent求解連續方程動量方程能量方程及組分輸運方程的耦合方程組,然後逐一地求解湍流標量方程。

基本介紹

  • 中文名:密度基求解器
  • 外文名:Coupled Sover
  • 格式:隱式和顯式
  • 類型:方程求解器
定義,格式,特點,

定義

由於控制方程是非線性的,且相互之間是耦合的,因此,在得到收斂解之前,要經過多輪疊代:
1)根據當前的解的結果,更新所有流動變數。如果計算剛剛開始,則用初始值來更新。
2)同時求解連續方程、動量方程、能量方程及組分輸運方程的耦合方程組(後兩個方程視需要進行求解)
3)根據需要,逐一地求解湍流、輻射等標量方程。注意在求解之前,方程中用到的有關變數要用到前面得到的結果更新。
4)對於包含離散相的模擬,當內部存在相間耦合時,根據離散相的軌跡計算結果更新連續相的源項。
5)檢查方程組是否收斂,若不收斂,回到第1)步,重新計算。

格式

密度基求解器有兩種格式:隱式和顯式。密度基顯式與隱式求解器依次求解額外的標量方程(如湍流和輻射等)。兩種格式求解器的主要不同點在於對於耦合方程的線性化上。由於隱式格式具有很好的穩定性,因此使用隱式求解器能夠比顯式格式更快的獲得收斂的穩定解。然而,隱式格式要比顯式格式消耗更多的記憶體。具體情況可以查看Fluent理論手冊。

特點

對於高速可壓流動,由強體積力(如浮力或者旋轉力)導致的強耦合流動,或者在非常精細的格線上求解的流動,需要考慮密度基求解器。密度基求解器耦合了流動和能量方程,常常很快便可以收斂。密度基求解器所需要的記憶體約是壓力基求解器的1.5到2倍,選擇時可以根據這一情況來權衡利弊。在需要耦合隱式的時候,如果計算機記憶體不夠,就可以採用壓力基或密度基顯式。密度基顯式雖然也耦合了流動和能量方程,但是它還是比密度基隱式需要的記憶體少,當然它的收斂性也相應差一些。

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