0x
005837
2024-10-31

D6.1. Методы дискретизации

Для решения уравнений потока обычно подходят различные численные методы, такие как метод конечных элементов, метод конечных разностей или метод конечных объемов, которые используют непосредственно уравнения Навье-Стокса, а также кинетический метод частиц. Из-за большого количества вариантов в рамках этих классов методов, трудно определить универсально оптимальный метод. Порядок сходимости играет важную роль для всех методов дискретизации, причем большинство коммерческих кодов предлагают пространственно-квадратичную сходимость для поля скоростей и линейное или квадратичное приближение для поля давления.

Помимо порядка сходимости, для качества решения имеют решающее значение устойчивость, численная циркуляция и диафрагма. Численная дифференциация может привести к искусственному увеличению вязкости, в то время как численная дифференциация может вызвать колебания или ошибки фазы в переходных расчетах.

Кинетические методы, такие как метод решетчатой решетки Больцмана (LBM), дискретизируют упрощенное уравнение Больцмана вместо уравнений Навье-Стокса и хорошо подходят для задач слабо сжимаемого потока в ветротехнике. Методы интегральных уравнений, такие как метод вихревых частиц, иногда используются для расчета взаимодействия рабочей среды с конструкцией при строительстве мостов.

Некоторые методы быстрых частиц используются для простой визуализации и эффектов 3D видео, но в целом они не подходят для ветротехники из-за отсутствия физической точности.

Исходная глава