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2024-10-31

D6.1。 离散化方法

各种数值方法通常都适用于求解流动方程,例如有限元法、有限差分法和有限体积法(直接使用 Navier-Stokes 方程),以及动能粒子法。 由于在这些方法类别中有大量的变体,因此很难找到一种普遍最优的方法。 在所有离散化方法中,收敛的次数都起着重要作用,大多数商业代码为速度场提供空间二次收敛,为压力场提供线性或二次近似。

除了收敛的顺序外,稳定性、数值扩散和色散对解决方案的质量也至关重要。 数值离散会导致人为增加粘度,而数值离散会导致瞬态计算中的振动或阶段错误。

动力学方法,例如格子 Boltzmann 方法,将简化的 Boltzmann 方程离散化,而不是 Navier-Stokes 方程,非常适用于风工程中的弱可压缩流动问题。 积分方程法与粒子法一样,常用于分析桥梁结构中流固耦合的问题。

一些快速粒子法用于简单的可视化和 3D 电影效果,但由于缺乏物理精度,因此通常不适用于风工程。

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