流动模拟中 FEM 和 FDM 方法的比较

计算科学 有限元 有限差分 流体动力学
2021-12-04 07:57:55

不可压缩流动模拟的有限元和有限差分方法之间的主要区别是什么?我对 FE 方法如何依赖最小化元素的残差有一个模糊的想法,而 FD 方法考虑了 NS 方程中不同项的泰勒级数逼近。

根据我的一点经验,我观察到流体动力学社区中的大多数代码都是基于有限体积/有限差分方法而不是有限元方法。为什么 FD/FV 方法在流动模拟中比 FE 方法更普遍,有什么微妙的原因吗?

1个回答

应用于 NS 方程的“经典”有限元方法需要某种形式的稳定性,并且通常是非保守的。在大多数情况下,随着稳定化方法的发展和不连续元素的使用,FE 方法的所有问题都得到了解决。FV 方法可能由于其历史原因而继续被 CFD 社区使用。FV 方法对于流体流动问题也可能在物理上更直观,并且可能更容易教授给工程师。它们也可能更容易实施。


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