Fluent数值算法概览：三大核心算法解析

FLUENT软件采用有限体积法，提供了三种数值算法：

非耦合隐式算法；耦合显式算法；耦合隐式算法，

分别适用于不可压、亚音速、跨音速、超音速乃至高超音速流动。

1） 非耦合隐式算法（Segregated Solver）

该算法源于经典的SIMPLE算法。其适用范围为不可压缩流动和中等可压缩流动。这种算法不对Navier-Stoke方程联立求解，而是对动量方程进行压力修正。该算法是一种很成熟的算法，在应用上经过了很多广泛的验证，这种方法拥有多种燃烧、化学反应及辐射、多相流模型与其配合，适用于低速流动的CFD模拟。

2） 耦合显式算法（Coupled Explicit Solver）

这种算法由FLUENT公司和NASA联合开发，主要用来求解可压缩流动。该方法与SIMPLE算法不同，而是对整个Navier-Stoke方程组进行联立求解，空间离散采用通量差分分裂格式，时间离散采用多步Runge-Kutta格式，并采用了多重网格加速收敛技术。对于稳态计算，还采用了当地时间步长和隐式残差光顺技术。该算法稳定性好，内存占用小，应用极为广泛。

3）耦合隐式算法（Coupled Implicit Solver）

该算法是其他所有商用CFD软件都不具备的。该算法也对Navier-Stoke方程组进行联立求解，由于采用隐式格式，因而计算精度与收敛性要优于Coupled Explicit方法，但却占用较多的内存。该算法另一个突出的优点是可以求解全速度范围，即求解范围从低速流动到高速流动。

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