SIMPLE算法

更新时间:2022-09-16 14:31

SIMPLE算法,全名为压力耦合方程组的半隐式方法(Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations),是计算流体力学中一种被广泛使用的求解流场的数值方法,于1972年由苏哈斯·帕坦卡与布莱恩·斯波尔丁提出。

绪论

SIMPLE算法,全名为压力耦合方程组的半隐式方法(Semi-ImplicitMethod forPressureLinkedEquations),是计算流体力学中一种被广泛使用的求解流场的数值方法,于1972年由苏哈斯·帕坦卡与布莱恩·斯波尔丁提出。

SIMPLE算法自1972年问世以来在世界各国计算流体力学及计算传热学界得到了广泛的应用,这种算法提出不久很快就成为计算不可压流场的主要方法,随后这一算法以及其后的各种改进方案成功的推广到可压缩流场计算中,已成为一种可以计算任何流速的流动的数值方法。

假设条件

基本假设:速度场的假定与压力场的假定各自独立进行,二者无任何联系。对假定压力场的修正通过已求解的速度场的质量守恒条件得到。

中间速度通过求解当前压力得到,如果求解速度不能满足质量守恒条件,对压力添加一个修正量修正,速度场也随之得以修正。

第二假设:在做速度修正时,忽略不同位置的速度修正量之间的影响。

对基本假设的改进:

“初始速度场与初始压力场独自假定”----1980在SIMPLER算法中成功解决。

“忽略临近网格点压力修正量对主节点速度修正的影响”---这是一个不影响最终结果,但是影响收敛速率的假设。自从1976年以来,学者们相继提出了很多改进建议,但是截至2004年,仍然没有任何一种方法完全解决这个假设的缺陷。

计算步骤

SIMPLE算法是一种压力修正法,通过“先猜想后修正”的方法得到压力场,并求解离散化的动量方程(纳维-斯托克斯方程)。其基本思路如下:

在SIMPLE算法提出之后,一些改进算法也随之提出,其中比较知名的包括SIMPLER算法(SIMPLE Revised,苏哈斯·帕坦卡提出)、SIMPLEC算法(SIMPLE Consistent,J. P. Van Doormaal与G. D. Raithby提出)、PISO算法(Pressure Implicit with Splitting of Operators,压力的隐式算子分割算法,R. I. Issa提出)等。

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}