在CFD（計算流體力學(xué)）軟件如ANSYS Fluent中，壓力基（Pressure-Based）和密度基（Density-Based）求解器是兩種主要的數(shù)值求解方法，它們各自針對不同類型流體動力學(xué)問題進行了優(yōu)化。下面是對這兩種求解器的分析：

一、壓力基求解器

主要應(yīng)用：適用于低速流動和不可壓縮流體。雖然現(xiàn)在也可以處理可壓縮流動，但在設(shè)計上更偏向于不可壓縮或輕微可壓縮流。

求解過程：采用分離算法，意味著速度和壓力方程被分開求解。這通常涉及到使用SIMPLE、SIMPLEC、PISO或FSM等算法來迭代求解連續(xù)性、動量和能量方程。

優(yōu)勢：對于不可壓縮流動，收斂速度較快。計算資源需求相對較低。

不足：在處理高速可壓縮流動時可能不如密度基求解器精 確。對于極端條件下的可壓縮流體，如超音速或激波問題，可能不夠穩(wěn)定。

二、密度基求解器

主要應(yīng)用：專門設(shè)計用于處理高速可壓縮流動，如超音速流動、激波、燃燒等問題。

求解過程：采用耦合算法，同時求解連續(xù)性、動量、能量方程和組分方程，直接從狀態(tài)方程得到壓力，無需額外的壓力修正步驟。

優(yōu)勢：在處理高速可壓縮流動時更準(zhǔn)確。收斂速度在某些情況下更快，尤其是在處理復(fù)雜物理現(xiàn)象時。

不足：需要更多的計算資源（內(nèi)存和CPU時間）。對于不可壓縮流動，可能不是好的選擇。

三、選擇指導(dǎo)

不可壓縮或低速流動：選擇壓力基求解器，因為它通常更高效且計算成本更低。

高速可壓縮流動：選擇密度基求解器，以獲得更準(zhǔn)確的解決方案，盡管計算成本較高。

多相流或復(fù)雜物理現(xiàn)象：考慮求解器的能力和穩(wěn)定性，可能需要實驗和經(jīng)驗判斷。

在選擇求解器時，還需要考慮問題的幾何復(fù)雜性、網(wǎng)格質(zhì)量、所需的精度以及可用的計算資源。正確選擇求解器類型對于獲得準(zhǔn)確、可靠和及時的CFD模擬結(jié)果至關(guān)重要。