常见离散格式的性能的对比(稳定性、精度和经济性)

请参考王福军的书《计算流体动力学分析—CFD理论与应用》

离散格式

稳定性及稳定条件

精度与经济性

中心差分

条件稳定Peclet小于等于2

在不发生振荡的参数范围内,可以获得校准确的结果。

一阶迎风

绝对稳定

虽然可以获得物理上可接受的解,但当Peclet数较大时,假扩散较严重。为避免此问题,常需要加密计算网格。

二阶迎风

绝对稳定

精度较一阶迎风高,但仍有假扩散问题。

混合格式

绝对稳定

当Peclet小于等于2时,性能与中心差分格式相同。当Peclet大于2时,性能与一阶迎风格式相同。

指数格式、乘方格式

绝对稳定

主要适用于无源项的对流扩散问题,对有非常数源项的场合,当Peclet数较高时有较大误差。

QUICK格式

条件稳定Peclet小于等于8/3

可以减少假扩散误差,精度较高,应用较广泛,但主要用于六面体和四边形网格。

改进的QUICK格式

绝对稳定

性能同标准QUICK格式,只是不存在稳定性问题。


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