有限體積法
有限體積法
有限體積法(FVM)又稱為控制體積法,將計算區域劃分為一系列不重複的控制體積,並使每個網格點周圍有一個控制體積;將待解的微分方程對每一個控制體積積分,便得出一組離散方程。
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有限體積法的其中未知數是網格點上的因變數的數值。為了求出控制體積的積分,必須假定值在網格點之間的變化規律,即假設值的分段的分佈的分佈剖面。
從積分區域的選取方法看來,有限體積法屬於加權剩餘法中的子區域法;從未知解的近似方法看來,有限體積法屬於採用局部近似的離散方法。簡言之,子區域法屬於有限體積發法基本方法。
有限體積法的基本思路易於理解,並能得出直接的物理解釋。離散方程的物理意義,就是因變數在有限大小的控制體積中的守恆原理,如同微分方程表示因變數在無限小的控制體積中的守恆原理一樣。有限體積法得出的離散方程,要求因變數的積分守恆對任意一組控制體積都得到滿足,對整個計算區域,自然也得到滿足。這是有限體積法吸引人的優點。有一些離散方法,例如有限差分法,僅當網格極其細密時,離散方程才滿足積分守恆;而有限體積法即使在粗網格情況下,也顯示出準確的積分守恆。