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1、fluent 解算方法的一些说明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
2、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 u
3、pwind 。9 Q% c6 N, _5 z. # F 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： 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 H( U- H) O* H- W9 S2 g 不可压缩流计算
4、。Explicit time stepping 不能用于计算时间精度不可压缩流。不可压缩流计算必须在每个时间步迭代至收敛。* E! + g. U% t7 $ Z& c 收敛加速。FAS multigrid 与residual smoothing 在explicit time stepping 条件下破坏时间精度。- B* o. H5 h+ c 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/ | L2 g& k O2 s& l0 r3 g 1、当standard pressure 插值格式无效的时候，可以考虑
5、： linear格式，相邻单元的压力平均作为计算面压力。 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。5 S9 m% s8 j3 O( E ?8 Q; X 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。- I+ U% r! i n0 d/ I 2、当
6、模型中包含多孔介质，body-force-weighted 格式只计算无孔面，并且考虑外体积力以及由于密度的迅速改变而导致的压力梯度的非连续性。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。( ?3 f+ t9 E8 I5 E- 7 d+ M 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
7、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。- u, |9 q& q! u! h( U4 L 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，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，FL
8、UENT 使用segregated solver，但是高速可压流，具有强烈体积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。4 p- D# ) 1 S# k ( S 3、下列segregated solver物理模型不适用于coupled solvers： 空化模型，
9、VOF模型，混合多相流模型，Eulerian多相流模型( X# D- 6 . o6 i/ ?, w 多孔介质 非预混燃烧模型，预混燃烧模型，不完全预混燃烧模型 PDF传输模型- s9 6 v! Y T5 Z5 m% C4 d p! 0 p Soot与NOx 模型 辐射模型 ( H / i& t- C- z- 熔化/凝固模型 壳传导模型6 p2 p 5 q! w5 W4 T+ b 操作压力变化 周期性流动1 k: B2 y3 D: i 4、下列不能使用segregated solver，必须使用coupled solvers： 真实气体模型% v# L- O) c3 R+ ?! T5 M 自定义
10、的真实气体模型 非反射边界条件 (4) laminar flames 离散格式 first-order格式具有较好的收敛性但是精度低，多数情况下计算开始应使用second-order。某些情况下可以先使用 first-order然后转为second-order。如果second-order收敛困难，用first-order。在模型简单的结构网格计算上，first-order解算精度与second-order区别不大。7 O3 w2 O& P3 |6 A$ _/ W b9 S4 G8 V% $ y QUICK在结构网格条件下计算旋转流场与涡流比second-order提供更高的精度，通常情况下，
11、second-order是足够有效的，使用QUICK不会提高精度。power law 也可能用到，但是只有first-order精度。 中心差分仅仅用在湍流模型，并且网格必须足够精细而且局部Peclet数要小于1。 压力插值格式选择 1、如果问题包含大的体积力，推荐使用body-force-weighted 。; H$ b/ Q9 w3 ?& ; X& R 2、高涡流数，高 Rayleigh数自然对流，高速旋流，多孔介质以及强烈的曲体流，推荐PRESTO! 。1 B C! I4 M! N P9 h7 m1 w 3、可压缩流推荐second-order。 4、当其他格式无效时使用second-o
12、rder 提高精度。 5、second-order 不能用在多孔介质以及多相流计算。1 O6 Y1 3 m6 R% V * u5 V5 Z, 7 S) o r( N 密度插值格式选择8 Q i, d0 _. r z& W3 Q 多相可压缩流只能使用first-order。8 C f# U7 u V. e 计算产生冲击波的可压缩流，强烈推荐在四边形、六面体或者混合网格条件下所有变量包括密度都使用QUICK。 压力速度耦合方式选择 SIMPLEC相比SIMPLE通常收敛更快，并且可以使用较大的松弛因子。但是比较复杂的湍流或者附加物理方程的计算，SIMPLEC与SIMPLE基本没有区别。 强烈推荐在网格扭曲变形较大的情况下使用PISO！。 SIMPLEC与SIMPLE在稳态计算中比PISO！有效，PISO！在非稳态计算中更好。$ p% F6 t% Z8 T: d4 c# Y% O6 F 网格8 8 z% J9 w# A4 q9 s C5 除low-Reynolds-number turbulence 与LES模型外，湍流计算模式中需要使用wall functions，边界层使用粗网格，贴近壁面的网格不能过分精细，保证：30 y plus 150
