Phần mềm Fluent cung cấp 3 phương thức giải khác nhau: - Segregated
- Coupled implicit - Coupled explicit
Cả ba phương thức giải đều cho phép tính toán với dòng bất kỳ, tuy nhiên trong một số trường hợp việc lựa chọn phương thức giải hợp lý sẽ cho kết quả chính xác hơn. Segregated (tuần tự) và Coupled (đồng thời) thực hiện quá trình giải các phương trình liên tục, động lượng và năng lượng theo các cách khác nhau.
Segregated giải phương trình một cách tuần tự, trong khi Couple tiến hành giải một cách đồng thời. Implicit và Explicit khác nhau ở cách tuyến tính hóa phương trình để tiến hành giải.
Thông thường Coupled được dùng trong các bài toán với lưu chất ở vận tốc lớn và nén được. Couple cho kết quả nhanh và chính xác hơn nhưng cũng đòi hỏi máy tính phải bộ nhớ lớn và cấu hình mạnh.
Với những ưu điểm của phương pháp giải nên trong phạm vi của đề tài này, phương pháp giải được lựa chọn là phương pháp giải Seregated.
Khi sử dụng phương pháp này, các phương trình cơ bản sẽ được giải một cách tuần tự. Do các phương trình này có dạng phi tuyến nên sau nhiều bước lặp kết quả của bài toán mới hội tụ. Mỗi vòng lặp trong phương pháp giải bao gồm các bước sau:
1. Cập nhật các thông số (T, p, V...) dựa vào kết quả của lần lặp trước. Ở bước lặp đầu tiên, các thông số này được dựa trên điều kiện ban đầu. 2. Giải các phương trình động lượng theo các phương x, y, z. Sử dụng
các kết quả hiện tại cho các giá trị áp suất, lưu lượng khối qua bề mặt kiểm soát để tìm ra trường vận tốc.
3. Khi vận tốc đạt được trong bước 2 không thỏa mãn phương trình liên tục cục bộ, một phương trình hiệu chỉnh áp suất được thiết lập từ phương trình liên tục và phương trình động lượng. Phương trình này được giải để đạt được sự hiệu chỉnh cần thiết cho trường áp suất, vận tốc và lưu lượng thỏa phương trình liên tục, phương trình động lượng. 4. Sau đó giải các phương trình của các đại lượng khác như rối, năng
lượng…dùng giá trị của các biến vừa đạt được.
5. Kiểm tra tính hội tụ của các biến, nếu chưa hội tụ thì quay lại thực hiện bước 1, nếu hội tụ rồi bài phép giải dừng.
Các bước này thực hiện tiếp tục cho đến khi đạt đến các tiêu chuẩn hội tự. Trong phương pháp giải tuần tự sơ đồ không tường minh được sử dụng nghĩa là: giá trị của mỗi biến chưa biết được tính từ mối quan hệ với biến đã biết và chưa biết của phần tử kế cận. Do đó mỗi biến chưa biết sẽ xuất hiện ít nhất hai phương trình trong hệ. Các phương trình này tạo thành hệ phương trình tuyến tính và giải hệ này sẽ thu được giá trị của các biến chưa biết. Tóm lại, giải tuần tự cho một biến
riêng rẽ bằng cách xét mọi phần tử tại một thời điểm, sau đó giải biến tiếp theo với cách tương tự và tiếp tục cho đến khi tìm được giá trị tất cả các biến.