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2024年4月16日发(作者：数据库课程设计系统概况)
FLUENT-manual 中解算方法的一些说明，摘录翻译了其中比较重要的
细节，希望对初学FLUENT的朋友在选择设置上提供一些帮助，不致走
过多的弯路。离散
1、 QUICK格式仅仅应用在结构化网格上，具有比second-order upwind
更高的精度，当然，FLUENT也允许在非结构网格或者混合网格模型中
使用QUICK格式，在这种情况下，非结构网格单元仍然使用second-
order upwind 格式计算。
2 、MUSCL格式可以应用在任何网格和复杂的3维流计算，相比second-
order upwind，third-order MUSCL 可以通过减少数值耗散而提高空间精
度，并且对所有的传输方程都适用。third-order MUSCL 目前在FLUENT
中没有流态限制，可以计算诸如冲击波类的非连续流场。
3、有界中心差分格式bounded central differencing 是LES默认的对流格
式，当选择 LES后，所有传输方程自动转换为bounded central
differencing 。
4 、low diffusion discretization 只能用在亚音速流计算，并且只适用于
implicit-time，对高Mach流，或者在explicit time公式下运行LES ，必须
使用 second-order upwind 。
5、改进的HRIC格式相比QUICK 与second order 为VOF计算提供了更高
的精度，相比Geo-Reconstruct格式减少更多的计算花费。
6 、explicit time stepping 的计算要求苛刻，主要用在捕捉波的瞬态行
为，相比implicit time stepping 精度更高，花费更少。但是下列情况不能
使用explicit time stepping：（1）分离计算或者耦合隐
式计算。explicit time stepping只能用于耦合显式计算。
（2）不可压缩流计算。Explicit time stepping 不能用于计算时间精度不
可压缩流（如除了理想气体的气体定律）。不可压缩流计算必须在每个
时间步迭代至收敛。
（3）收敛加速。FAS multigrid 与residual smoothing 在explicit time
stepping 条件下破坏时间精度。
7 、node-based 平均格式比默认的cell-based格式在非结构网格特别是三
角形和四面体网格的计算上更精确。
分离解算器（solution controls）
1、当standard pressure 插值格式无效的时候，可以考虑：
（1）linear格式，相邻单元的压力平均作为计算面压力。
（2）second-order 格式，通过2阶精度对流项重构面压力改进standard 与
linear 格式，但是如果网格质量很差的话，计算会有问题。并且，
second-order 不适合于多孔介质引起的非连续压力梯度流以及VOF 与
mixture 多相流计算。
（3）body-force-weighted 通过假设压力和体积力之间差异的标准梯度
是常数来计算面压力。如果体积力在动量方程中优先知道的话，如浮
力，轴对称旋转流计算，可以获得较好的效果。2、当模型中包含多孔
介质，body-force-weighted 格式只计算无孔面，并且考虑外体积力
（gravity, swirl, Coriolis）以及由于密度的迅速改变而导致的压力梯度
（natural convection, VOF）的非连续性。所有内部和外部的多孔面按照
特定的格式处理，保证法向速度通过单元面的连续性而不管阻力是否连
续。
3、PRESTO! 适用于所有类型的网格，但是对三角形和四面体网格，并
不能提供比其他算法更高的精度。
4、second-order upwind 与QUICK格式不适用于可压缩多相流中密度的
定义。first-order upwind 用于可压缩相的计算，算术平均法用于不可压
缩相的计算。由于计算稳定性的原因，推荐在计算可压缩流时，先使用
first-order 格式，然后转向高精度格式。
5、PISO算法的目的是减少SIMPLE与SIMPLEC在求解压力修正方程过
程中的反复计算 ，在每次迭代中需要占用更多的CPU时间，但是可以显
著地的减少收敛所需要的迭代步数，特别是针对瞬时问题。
选择解算模式
1、segregated solver常规上用做不可压缩流和轻微可压缩流计算，
coupled solver最初用做高速可压流的计算。当前这两种解算方式都适用
于大范围的流体计算（从不可压到高度可压），但是coupled solver在高
速可压流计算中具备一定的优势。
2、默认条件下，FLUENT 使用segregated solver，但是高速可压流，具
有强烈体积力（浮力，旋转力）的耦合流以及非常精细网格的流动，可
以选择coupled implicit solver ，计算中运动方程与能量方程耦合，收敛
速度更快但是比segregated solver消耗更多的内存。如果电脑内存不足，
可以使用segregated solver 或者coupled explicit solver，但是coupled
explicit solver需要更长的时间达到收敛。
3、下列segregated solver物理模型不适用于coupled solvers：
（1）空化模型，VOF模型，混合多相流模型，Eulerian多相流模型
（2）多孔介质
（3）非预混燃烧模型，预混燃烧模型，不完全预混燃烧模型
（4）PDF传输模型
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