选择物理模型

• 三维
• 二维
• 轴对称 — 为二维轴对称流体域选择此模型。

有关详细信息，请参见空间建模。

• 气体
• 液体

有关详细信息，请参见多组分混合物建模。

• 分离流 — 此模型调用分离流求解器，该求解器以解耦方式按顺序对控制方程进行求解。对于大多数不可压缩或轻微可压缩流应用，选择此求解方法。它很可靠，并能节省内存。
• 耦合流体 — 此模型调用耦合流体求解器，该求解器以耦合方式对控制方程进行求解。如果要模拟高度可压缩流（如跨音速、超音速或极超音速流体或涡轮机中的旋流），则选择此解算方法。除可压缩流以外，对于自然对流问题和具有较大体积力或能量源的流体，还需选择此模型。

有关详细信息，请参见流体模型参考。

• 恒密度 — 为密度在整个连续体中不变的流体流选择此模型。
• 理想气体（仅适用于气体）— 选择此模型可使用理想气体方程将密度表示为温度和压力的函数。
• 热非平衡理想气体（适用于气体和耦合流体）— 为处于高温和低密度条件的流体选择此模型，其中振动/电子能量模式变为活动，但密度仍然足够低，不会出现平衡。
• 实际气体（适用于气体）— 选择此模式可考虑非理想行为，例如：可压缩性效应、可变比热、Van der Waals 力和非平衡热力学效应。实际气体模型适用于在跨临界和超临界环境中对高压和低温下的复杂化学燃烧应用建模，例如在液体火箭发动机中。
• 多项式密度 — 选择此模型可将密度描述为温度的多项式函数。
• IAPWS-IF97（水）（仅适用于液体）— 为液态水选择此模型。材料属性遵循 IAPWS-IF97 规范。
• 用户自定义的 EOS — 当其他状态方程模型无法充分描述工作流体时，选择此模型。借助此模型，可以使用用户自定义的表达式或属性数据表来指定密度和密度导数。

有关详细信息，请参见状态方程模型参考。

所有状态方程模型（恒密度和用户自定义的 EOS 除外）都需要选择能量模型。有关详细信息，请参见热传递。

• 对于稳态模拟，选择稳态。
• 对于考虑流体的非稳态效应和时间相关行为的模拟，根据选定的流体模型选择以下某个模型：
  • 对于分离流模型，以下模型之一：
    • 隐式非稳态 — 此模型调用 SIMPLE 算法。
    • PISO 非稳态 — 此模型调用 PISO 算法。
    PISO 算法适用于对流库朗数较少的瞬态情况。因此，对于可以使用较大时间步大小的案例，例如通过时间推进实现稳态求解，可以使用 SIMPLE。对于需要使用较小时间步长和更高时间精度的问题，使用 PISO。
  • 对于耦合流体模型，选择以下某个选项：
    • 隐式非稳态 — 如果相关现象的时间尺度属于以下任一情况，则此模型比较合适：
      • 阶数与对流和/或扩散过程相同（例如，涡流脱落）
      • 与某个相对低频的外部激励相关（例如，随时间变化的边界条件或边界运动）
    • 显式非稳态（不适用于恒密度流或多项式密度流）— 如果非稳态时间尺度具有声学过程的阶数（例如，激波界面追踪），应当选择此模型。显式非稳态模型不适用于不可压缩流体模拟。

有关详细信息，请参见时间建模。

• 无粘性 — 此模型在模拟运动方程时会忽略粘性效应。得到的欧拉方程求解（与纳维-斯托克斯方程相反）通常有助于显著节省计算机资源。不会求解边界层和其他粘性效应。此近似仅适用于特定物理状况，如高雷诺数可压缩空气动力学。
• 层流 — 为无肉眼可见的非重复波动的有序流体流选择此模型。当雷诺数（粘性力与惯性力的比值）足够小而不会转换到湍流时，会发生层流。
• 湍流 — 为处于连续不稳定状态并在空间和时间上表现出不规则、小尺度且高频率的波动的流体流选择此模型。可以通过求解流的所有尺度来严格地直接模拟湍流（术语称为数值模拟）。当然，实际流体模拟所需的计算资源过多。因此，必须选择合适的湍流建模方法。有关详细信息，请参见湍流。

有关详细信息，请参见粘滞态模型参考。

• 如果要考虑重力加速度的效应，选择以下某个选项：
  • 重力 — 当密度与温度相关时，选择此模型。
  • Boussinesq 模型（仅适用于恒密度流）— 选择此模型可增强自然对流模拟的收敛，因为温度变化只有导致密度出现微小变化。

  有关详细信息，请参见重力流体模型参考。

• 对于气体的层流，如果要对壁面上的局部滑移进行建模，选择 Maxwell 滑移。它通常用于滑移或无滑移壁面边界条件不适用的情况。此类情况包括克努森数介于 0.01 和 0.1 之间的稀薄流。要对壁面处的温度滑移进行建模，还需选择 von Smoluchowski 滑移。有关详细信息，请参见局部滑移模型参考。
• 对于轴对称模拟，如果要对绕中心轴的旋流或旋转流进行建模，则选择轴对称旋流。如果模拟中包括来自入口的旋流，则可以使用此模型。有关详细信息，请参见轴对称旋转旋流模型参考。
• 如果要长距离追踪隔离涡旋，则选择涡旋抑制模型。此模型将力项添加到动量方程，以防止涡旋快速耗散。有关详细信息，请参见涡旋抑制模型参考。
• 如果要使用具有任意值的变量来追踪流体流，则选择被动标量。被动标量没有可感知的质量或体积，并且不会影响模拟的物理属性。有关详细信息，请参见被动标量。
• 对于非稳态模拟，如果要在运行期间自动调整时间步以达到指定的时间分辨率，则选择自适应时间步。自适应时间步进可以提高模拟的稳定性和结果的精度并缩短运行时间，尤其适用于流态拓扑变化较大或物理的时间尺度变化较大的案例。有关更多信息，请参见自适应时间步进。