(2)有限元法Finite Element Method;
(3)有限体积法Finite Volume Method;
有限差分法是应用最早、最经典的CFD方法它把求解域划分为差分网格,用有限个网格节点代替连续的求解域,然后把偏微分方程中的导数用差商来代替,推导出含有离散点上有限个未知数的差分方程组。求出差分方程组的解,就是微分方程定解问题的数值近似解。它是一种直接将微分问题转变成代数问题的数值解法。这种方法发展较早,比较成熟,较多地用于求解双曲型及抛物型问题。在此基础上发展起来的方法有MAC(Marker-and-Cell)法、PIC(Particle-in-Cell)法,以及由美籍华人学者陈景仁提出的有限分析法,Finite Analytic Method等。 有限元法论文网是20世纪80年代开始应用的一种数值解法,它吸收了有限差分法中离散处理的内核,又运用了变分计算中选择逼近函数对区域进行积分的合理方法。有限元法因求解速度较有限差分法和有限体积法慢因此应用并不是很广泛。在有限元法的基础上,英国C.A.Brebbia等提出了边界元法和混合元法等方法。 有限体积法是把计算区域划分为一系列控制体积,将待解微分方程对每一个控制体积积分得出离散方程。有限体积法的关键是在导出离散方程过程中需要对界面上的被求函数本身及其导数的分布作出某种形式的假定。用有限体积法导出的离散方程能保证具有守恒特性,而且离散方程系数物理意义很明确,计算量比较小。1980年初期,S.V.Patanker在其专著《Numerical Heat Transfer and Fluid Flow》中对有限体积法作了介绍。当然,对这种方法的研究和扩展也在不断进行,如P.Chow提出了许多适用于任意多边形非结构网格的扩展有限体积法。