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fluent压力基和密度基介绍

发布日期:
2024-06-18

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在CFD(计算流体力学)软件如ANSYS Fluent中,压力基(Pressure-Based)和密度基(Density-Based)求解器是两种主要的数值求解方法,它们各自针对不同类型流体动力学问题进行了优化。下面是对这两种求解器的分析:

 FLUENT

一、压力基求解器

主要应用:适用于低速流动和不可压缩流体。虽然现在也可以处理可压缩流动,但在设计上更偏向于不可压缩或轻微可压缩流。

求解过程:采用分离算法,意味着速度和压力方程被分开求解。这通常涉及到使用SIMPLE、SIMPLEC、PISO或FSM等算法来迭代求解连续性、动量和能量方程。

优势:对于不可压缩流动,收敛速度较快。计算资源需求相对较低。

不足:在处理高速可压缩流动时可能不如密度基求解器精 确。对于极端条件下的可压缩流体,如超音速或激波问题,可能不够稳定。

二、密度基求解器

主要应用:专门设计用于处理高速可压缩流动,如超音速流动、激波、燃烧等问题。

求解过程:采用耦合算法,同时求解连续性、动量、能量方程和组分方程,直接从状态方程得到压力,无需额外的压力修正步骤。

优势:在处理高速可压缩流动时更准确。收敛速度在某些情况下更快,尤其是在处理复杂物理现象时。

不足:需要更多的计算资源(内存和CPU时间)。对于不可压缩流动,可能不是好的选择。

三、选择指导

不可压缩或低速流动:选择压力基求解器,因为它通常更高效且计算成本更低。

高速可压缩流动:选择密度基求解器,以获得更准确的解决方案,尽管计算成本较高。

多相流或复杂物理现象:考虑求解器的能力和稳定性,可能需要实验和经验判断。

在选择求解器时,还需要考虑问题的几何复杂性、网格质量、所需的精度以及可用的计算资源。正确选择求解器类型对于获得准确、可靠和及时的CFD模拟结果至关重要。

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