fluent連續(xù)性方程不收斂,解決辦法之歐陽治創(chuàng)編

1、歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10fluent中殘差曲線continuity不收斂的問題continuity不收斂的問題（b2Y7C*u-m!W(V5|0|6to0j4W6gs(1)連續(xù)性方程不收斂是怎么回事？+Z%G5M&p/u-B2q,a$?d9Q0Y+WZ;在計(jì)算過程中其它指數(shù)都收斂了，就continuity不收斂是怎么回事。$m*B)y;_9Q這和fluent程序的求解方法SIMPLE有關(guān)。SIMPLE根據(jù)連續(xù)方程推導(dǎo)出壓力修正方法求解壓力。由于連續(xù)方程中流場耦合項(xiàng)被過渡簡化，使得壓力修正方程不能歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021

2、.03.10準(zhǔn)確反映流場的變化，從而導(dǎo)致該方程收斂緩慢。7X2Y,?;.|%m7p6H0J你可以試驗(yàn)SIMPLEC方法，應(yīng)該會(huì)收斂快些。在計(jì)算模擬中，continuity總不收斂，除了加密網(wǎng)格，還有別的辦法嗎？別的條件都已經(jīng)收斂了，就差它自己了，還有收斂的標(biāo)準(zhǔn)是什么？是不是到了一定的尺度就能收斂了，比如10e5具體的數(shù)量級(jí)就收斂了1n6!-$x1F5m+.X*Bcontinuity是質(zhì)量殘差，具體是表示本次計(jì)算結(jié)果與上次計(jì)算結(jié)果的差別，如果別的條件收斂了，就差它。可以點(diǎn)report，打開里面FLUX選項(xiàng)，算歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10出進(jìn)口與出口的質(zhì)量流量差

3、，看它是否小于0.5%.如果小于，可以判斷它收斂.n!O,O!6PF-P3P+P(2)fluent殘差曲線圖中continuity是什么含義？2G2tY3tN8w.a是質(zhì)量守恒方程的反映，也就是連續(xù)性的殘差。這個(gè)收斂的快并不能說明你的計(jì)算就一定正確，還要看動(dòng)量方程的迭代計(jì)算。表示某次迭代與上一次迭代在所有cells積分的差值，continuty表示連續(xù)性方程的殘差4cE5I4%Q0B8正在學(xué)習(xí)歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10Fluent,模擬圓管內(nèi)的流動(dòng)，速度入口， 出口outflow運(yùn)行后xy的速度很快就到1e-06了， 但是continuity老是降不下去，

4、維持在1e-00和1e-03之間，減小松弛因子好像也沒什么變化大家有什么建議嗎？/H5G./i+b$l!八你查看了流量是否平衡嗎？在report-flux里面操作，massflowrate，把所有進(jìn)出口都選上，compute一下，看看nutflux是什么水平， 如果它的值小于總進(jìn)口流量的1%，并且其他檢測量在繼續(xù)迭代之后不會(huì)發(fā)生波歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10動(dòng)，也可以認(rèn)為你的解是收斂的。oB；+B.9P7P*|4?#v9d,Gr/D!P?&、人8q:f:W*a(W7VQ2;D:d/n造成連續(xù)方程高殘差不收斂的原因主要有以下幾點(diǎn)：(p.48C5jjx1

5、.網(wǎng)格質(zhì)量， 主要可能是相鄰單元的尺寸大小相差較大，它們的尺寸之比最好控制在1.2以內(nèi)，不能超過1.4.dn%S.L9q)Y1f)u1B2.離散格式及壓力速度耦合方法，如果是結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，建議使用高階格式，如2歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10階迎風(fēng)格式等，如果是非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，除pressure保持standard格式不變外，其他格式改用高階格式；壓力速度耦合關(guān)系，如果使用SIMPLE，SIMPLEC，PISO等segeratedsolver對(duì)聯(lián)系方程收斂沒有提高的話，可以嘗試使用coupledsolver。另外，對(duì)于梯度的計(jì)算，不論使用結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，都可以改用no

6、de-based來提高計(jì)算精度。一些情況：Q+S12X+p)c1.監(jiān)測流場某個(gè)變量來判斷收斂歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10更合理一些.2.網(wǎng)格質(zhì)量.3.Velocityinletboundaryconditionsarenotappropriateforcompressibleflowproblems.9X99C0u:g6+X,m(i;d)x7y0b)x-g+o4q%T1人 +K3xn8p%y*y(4)要 加 速continuity收斂該設(shè)置那些參數(shù)？(o$T9T6z.八8c,m/e,t*b4O/Z6q&q|$o*M(R%j3e|7B1c%t(I-.m

7、$M-j+歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10A4/P8j)R感覺需要調(diào)整courantnumberFLUENT中courantnumber是在耦合求解的時(shí)候才出現(xiàn)的。正確的調(diào)整，可以更好地加速收斂和解的增強(qiáng)穩(wěn)定性。*ga6y.D:Rcourantnumber實(shí)際上是指時(shí)間步長和空間步長的相對(duì)關(guān)系，系統(tǒng)自動(dòng)減小courant數(shù)，這種情況一般出現(xiàn)在存在尖銳外形的計(jì)算域，*部的流速過大或者壓差過大時(shí)出錯(cuò)，把局部的網(wǎng)格加密再試一下。在fluent中，用courantnumber來調(diào)節(jié)計(jì)算的穩(wěn)定歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10性與收斂性。一般

8、來說，隨著courantnumber的從小到大的變化，收斂速度逐漸加快，但是穩(wěn)定性逐漸降低。所以具體的問題，在計(jì)算的過程中， 最好是把ourantnumber從小開始設(shè)置，看看迭代殘差的收斂情況，如果收斂速度較慢而且比較穩(wěn)定的話，可以適當(dāng)?shù)脑黾觕ourantnumber的大小，根據(jù)自己具體的問題，找出一個(gè)比較合適的courantnumber，讓收斂速度能夠足夠的快，而且能夠保持它的穩(wěn)定性。5s:#歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10X$j(|0h._*g5F$/k個(gè)人認(rèn)為這應(yīng)該和你采用的算法有關(guān)1/?/J-?6:A%ZSIMPLE算法是根據(jù)連續(xù)方程推導(dǎo)出壓力修正方法

9、求解壓力。由于連續(xù)方程中流場耦合項(xiàng)被過渡簡化，使得壓力修正方程不能準(zhǔn)確反映流場的變化，從而導(dǎo)致該方程收斂緩慢。試著用SIMPLEC算法看看。0_(jP5X:o(z!T/lFLUENT求解器設(shè)置FLUENT求解器設(shè)置主要包括：1、壓力-速度耦合方程格式選擇2、對(duì)流插值歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.103、梯度插值4、壓力插值&x$x5#q*a;S)C(J7O;K6下面對(duì)這幾種設(shè)置做詳細(xì)說明。7hk#|8V-K4O5T8_8z一、 壓力-速度耦合方程求解算法1人/a)H1h)PFLUENT中主要有四種算法：SIMPLE，SIMPLEC，PISO，F(xiàn)SM(1)

10、SIMPLE(semi-implicitmethodforpressure-linkedequations)半隱式連接壓力方程方法，是FLUENT的默認(rèn)格式。!A%jX;i,$Jk(2)SIMPLEC(SI歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10MPLE-consistent)。對(duì)于簡單的問題收斂非?？焖?，不對(duì)壓力進(jìn)行修正，所以壓力松弛因子可以設(shè)置為1&h*d5I%g3I2c;Z9o4i*v-*h,4m;pl|2u(3)Pressure-ImplicitwithSplittingofOperators(PISO)。對(duì)非定常流動(dòng)問題或者包含比平均網(wǎng)格傾斜度更高的網(wǎng)

11、格適用&F!(:M#c9+z(4)FractionalStepMethod(FSM)對(duì)非定常流的分步方法。用于NITA格式，與PISO具有相同的特性。 二、 對(duì)流插值(動(dòng)歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10量方程)&0n9C)w*a35:tFLUENT有五種方法：一階迎風(fēng)格式、冪率格式、二階迎風(fēng)格式、MUSL三階格式、QUICK格式：H9R3y.x(*-s9O,C5H3AL(1)FLUENT默認(rèn)采用一階格式。容易收斂，但精度較差，主要用于初值計(jì)算。5C+c!d3x&l)人X?0R(2)PowerLar.冪率格式， 當(dāng)雷諾歐陽治創(chuàng)編 2021.

12、03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10數(shù)低于5時(shí)，計(jì)算精度比一階格式要高。 (3)二階迎風(fēng)格式。 二階迎風(fēng)格式相對(duì)于一階格式來說，使用更小的截?cái)嗾`差，適用于三角形、四面體網(wǎng)格或流動(dòng)與網(wǎng)格不在同一直線上；二階格式收斂可能比較慢。 :vG:)0ch;I(V$V&Z9W5g5h9n(4)MUSL(monotoneupstream-centeredschemesforconservationlaws)當(dāng)?shù)?階離散格式。主要用于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，在預(yù)測二次流，漩渦，力等時(shí)更精確。(5)QUICK(Quadraticupwindinterpolation)歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編

13、2021.03.10格式。此格式用于四邊形/六面體時(shí)具有三階精度，用于雜交網(wǎng)格或三角形/四面體時(shí)只具有二階精度。7m4Z(k+9T)v3p5a,z+S-X7+Y:k(T-三、梯度插值梯度插值主要是針對(duì)擴(kuò)散項(xiàng)。2g,E!N1m1j7e:k2FFLUENT有三種梯度插值方案：green-gausscell-based，Green-gaussnode-based，least-quarescellbased.(1)格林-高斯基于單元體。求解方法可能會(huì)出現(xiàn)偽擴(kuò)散。歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10#O/d.s8V9D(F%9y5|.QH;D1U/g$I(2)格林-高斯基于節(jié)

14、點(diǎn)。求解更精確，最小化偽擴(kuò)散，推薦用于三角形網(wǎng)格上:R:+K#V)c8I$J(z!K+N#m2_6z1M&DS1A(3)基于單元體的最小二乘法插值。推薦用于多面體網(wǎng)格，與基于節(jié)點(diǎn)的格林-高斯格式具有相同的精度和格式。0 x*q:W（i1h#Q四、壓力插值壓力基分離求解器主要有五種壓力插值算法。（1）標(biāo)準(zhǔn)格式（Standard）。為FLUENT歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10歐陽治創(chuàng)編 2021.03.10缺省格式，對(duì)大表妹邊界層附近的曲線發(fā)現(xiàn)壓力梯度流動(dòng)求解精度會(huì)降低（但不能用于流動(dòng)中壓力急劇變化的地方此時(shí)應(yīng)該使用PRESTO!格式代替）#k,c.v0p1A!f&,h5H4b:&X5Y）dX-（2）PRESTO!主要用于高旋流，壓力急劇變化流（如多孔介質(zhì)、風(fēng)扇模型等），或劇烈彎曲的區(qū)域。2htU*N3k#3ZP（3）Linear（線性格式）。當(dāng)其他選項(xiàng)導(dǎo)致收斂困難或出現(xiàn)非物理解時(shí)使用此歐陽治創(chuàng)編 2021.03.