به طور کلي نرم افزار FLUENT داراي دو Solver کاملا متفاوت براي حل مسائل مي ­باشد که داراي الگوريتم­ هاي متفاوتي مي ­باشند:

1 - pressure based (فشار مبنا)

2 - Density Based (چگالی مبنا)

در هر دو روش ميدان سرعت از حل معادلات مومنتوم به ­دست مي­ آيد. در روش چگالي مبنا، معادله بقاي جرم براي محاسبه ميدان چگالي استفاده مي­شود در حالي­ که توزيع فشار در تمامي نقاط با استفاده از معادله حالت محاسبه مي­شود. در روش­هاي فشار مبنا، توزيع فشار با حل يک معادله اصلاح شده فشار که از ادغام معادلات بقاي جرم و مومنتوم بدست آمده، محاسبه مي­ شود. در هر دو روش فرم انتگرالي معادلات بقاي جرم، مومنتوم و انرژي و ساير مقادير اسکالر نظير توربولانس و ... حل خواهد شد. در هر دو روش از تکنيک حجم محدود استفاده مي­شود که شامل مراحل زير است:

1 - تقسيم­ بندي ناحيه حل به حجم­هاي کوچکتر با استفاده از شبکه بندي ناحيه محاسباتي

2 - انتگرال ­گيري معادلات بقا روي هر سلول به منظور دستيابي به رابطه ه­اي جبري براي متغير­هاي وابسته نظير سرعت، فشار و دما

3 - خطي­ سازي معادلات گسسته شده و حل سيستم معادلات خطي بدست آمده براي محاسبه مقادير به روز شده ­ي متغيرهاي وابسته نظير سرعت، فشار، دما و توربولانس و …

4 - هر دو روش فوق فرايندهاي يکساني براي گسسته­ سازي انجام مي­ دهند اما روند حل معادلات گسسته شده و خطي سازي ان­ها در هر يک متفاوت است.


روش فشار مبنا

روش فشار-مبنااز يک الگوريتم استفاده مي­کند که متعلق به روش پروجکشن (Projection) مي­ باشد. در روش پروجکشن با استفاده از حل يک معادله براي فشار، تضمين مي­کند که قانون بقاي جرم در سراسر ناحيه حل ارضاء شود. اين معادله براي فشار از ادغام معادلات بقاي جرم و مومنتوم حاصل مي­شود. از آن­جا که قوانين بقا به صورت غيرخطي مي­باشند و به يکديگر کوپل مي­باشند لذا فرايند حل به صورت تکراري مي­باشد.

روش­هاي فشار- مبنا نيز به نوبه خود به دو نوع تقسيم ­بندي مي­ شوند:

- الگوريتم جدا شده (Segregated algorithm)

- الگوريتم کوپل (Coupled algorithm

الگوريتم فشار- مبنا جدا شده

در الگوريتم جدا شده، معادلات بقاي هر سلول براي محاسبه متغيرهاي u,v,w و ... به صورت گام به گام حل مي­شود. هر معادله ­اي که حل مي­شود به صورت مجزا از ساير معادلات مي­ باشد و لذا نياز به نگهداري تمامي متغيرها در حافظه نمي­ باشد ولي از طرفي داراي سرعت همگرايي بسيار پاييني است. به طور کلي در اين روش معادلات به صورت مجزا تا همگرايي کامل حل مي­شوند.

با توجه به مطالب گفته شده، الگوريتم فوق داراي مراحل زير است:

1- به روز رساني پارامترهاي سيال براساس حل موجود

2- حل معادلات مومنتوم يکي پس از ديگري با استفاده از مقاديري که اخيرا به روز شده اند

3- با استفاده از مقادير بدست آمده از ميدان سرعت و فشار و شار جرمي سطوح، معادله فشار تصحيح شده حل مي­شود.

4- تصحيح شار جرمي سطوح، فشار و ميدان سرعت با استفاده از فشار تصحيح شده بدست آمده از قسمت 3

5- حل ساير معادلات براي يافتن متغيرهاي اسکالر نظير توربولانس، انرژي و ...

6- به­ روز رساني ترم­ هاي منبع از طريق برهم کنش ميان فازهاي مختلف (در مسائل دوفازي کاربرد دارد)

7- چک کردن همگرايي مسئله

الگوريتم فشار- مبنا کوپل

بر خلاف الگوريتم جدا شده که در قسمت قبلي توضيح داده شد، در اين روش يک سيستم کوپل از معادلات که شامل معادلات بقاي جرم و مومنتوم است، حل مي­ شود. بنابراين در اين روش گام­هاي 2 و3 در روش قبلي با يک مرحله ديگر جايگزين مي ­شود. در اين مرحله سيستم معادلات به صورت کوپل حل مي­ شود. ساير مراحل نيز همانند قبل تکرار مي ­شوند. در اين روش با توجه به ان­که معادلات بقاي جرم و مومنتوم به صورت همزمان حل مي ­شوند، بنابراين نرخ همگرايي نسبت به روش قبلي به شکل قابل توجهي افزايش مي­ يابد. اما حافظه مورد نياز براي حل افزايش مي­ يابد زيرا در اين روش براي محاسبه ميدان فشار و سرعت مي ­بايست تمام متغيرها و پارامترهاي معادلات مومنتوم و بقاي جرم در حافظه نگهداري شود، چون تمام آن­­ها به صورت کوپل حل مي­ شوند و برخلاف روش قبلي به صورت گام به گام نيستند.