FLUENT 6.3的求解器比较及选择

FLUENT软件的求解器包括二维单精度求解器（FLUENT 2d）、三维单精度求解器（FLUENT 3d）、二维双精度求解器（FLUENT 2ddp）、三维双精度求解器（FLUENT 3ddp）。

大多数情况下，单精度求解器高效准确，但是对于某些问题使用双精度求解器更合适。如果几何图形长度尺度相差太多（比如细长管道），描述节点坐标时单精度网格计算就不合适了；如果几何图形是由很多层小直径管道包围而成（比如汽车的集管）平均压力不大，但是局部区域压力可能相当大（因为只能设定一个全局参考压力位置），此时采用双精度求解器来计算压差就很有必要了。

对于包括很大热传导比率和（或）高比率网格的成对问题，如果使用单精度求解器便无法有效实现边界信息的传递，从而导致收敛性和（或）精度下降，应用双精度求解器。

传统的FLUENT软件求解器有Segregated Solver算法：该算法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-Stokes方程联立求解，而是对动量方程进行压力修正，是一种很成熟的算法，在应用上经过了很广泛的验证。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，适用于汽车领域的CFD模拟。Coupled Explicit Solver算法主要用来求解可压缩流动。与SIMPLE算法不同，它是对整个Navier-Stokes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。Coupled Implicit Solver算法是其他所有商用CFD软件都不具备的。该算法也对Navier-Stokes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 Solver算法，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。(www.xing528.com)

在FLUENT 6.3中，改用了Pressure Based（压力）和Density Based（密度）两个求解器。压力基求解器是从原来的分离式求解器发展来的，按顺序一次求解动量方程、压力修正方程、能量方程和组分方程及其他标量方程，如湍流方程等。和之前不同的是，压力基求解器还增加了耦合算法，可以在分离求解和耦合求解之间自由地转换，耦合求解就是一次求解前述的动量方程、压力修正方程、能量方程和组分方程，然后再求解其他标量方程，如湍流方程等，收敛速度快，但是需要更多内存和计算量。

密度基求解器从原来的耦合求解器发展来的，同时求解连续性方程、动量方程、能量方程和组分方程。然后依次再求解标量方程（注意，密度基求解器不求解压力修正方程，因为其压力是由状态方程得出的）。密度基求解器收敛速度快，需要内存和计算量比压力基求解器要大。