第二节 SIMPLE要解决的问题以及解决的策略
2.1 微分方程组
SIMPLE
算法,简单地说,就是在差分网格的基础上对一组微分方程进行求解。这组微分方程源自流体微元尺度上的质量/动量/能量以及其它被动标量的守恒方程;求解的目的通常是理解这些量在宏观上的输运过程。
考虑(传热图2.1)所示的一个流体微元(称为控制容积)。它的空间几何位置可以用(x->x+dx, y->y+dy, z->z+dz)来表示。
(热图2.1) 在一个控制容积上的流量平衡
此微元内的传递行为可以用下面的式子统一地表示:
(ρφ)+divJφ=S (1) t J Jy J(ρφ)代表单位容积内φ的变化率。divJφ=++ x y z,代表单位容积流出的净流量。Jφ统一表征了对流与扩散两种传递机制。利用菲克扩散定律、傅立叶传热定律以及斯托克斯粘性定律给出扩散的具体形式后,就可以得到表1中φ与Jφ对于不同物理量的表达形式。