ANSYS Fluent压力基和密度基求解器详解

ANSYS Fluent压力基和密度基求解器详解

在计算流体力学（CFD）软件ANSYS Fluent中，压力基求解器和密度基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。本文将详细介绍这两种求解器的主要区别、应用场景以及选择指导。

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。

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。

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。

本文原文来自mooreda.cn