Fluent學(xué)習(xí)筆記（四）

2017-01-16 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

求解控制參數(shù)設(shè)定

1、選擇壓強(qiáng)-速度關(guān)聯(lián)算法

在使用分離求解器時(shí),通?？梢赃x擇三種壓強(qiáng)-速度關(guān)聯(lián)形式,即SIMPLE、SIMPLEC和PISO。SIMPLE和SIMPLEC通常用于定常流計(jì)算,PISO用于非定常流計(jì)算,但是在網(wǎng)格畸變很大時(shí)也可以使用PISO格式。

Fluent默認(rèn)的格式為SIMPLE格式。但是因?yàn)?/span>SIMPLEC穩(wěn)定性較好,在計(jì)算當(dāng)中可以將亞松弛因子適當(dāng)放大,所以在很多情況下可以考慮SIMPLEC。特別是在層流計(jì)算時(shí),如果沒有在計(jì)算中使用輻射模型等輔助方程,用SIMPLEC可以大大加速計(jì)算速度。在復(fù)雜流動(dòng)中,兩者的收斂速度相差不多。PISO格式允許使用較大的時(shí)間步長進(jìn)行計(jì)算,因而可以縮短計(jì)算時(shí)間。但是在類似于LES這類網(wǎng)格劃分較密集因而時(shí)間計(jì)算步長很小的時(shí)候,采用PISO格式計(jì)算會大大延長計(jì)算時(shí)間。另外在定常問題的計(jì)算當(dāng)中,PISO格式與SIMPLE和SIMPLEC格式相比并無明顯的速度優(yōu)勢。

PISO格式的另一個(gè)優(yōu)勢是可以處理網(wǎng)格畸變較大的問題。如果在PISO格式的中使用鄰近修正(Neighbor Correction),可以將松弛因子設(shè)為1.0或者接近1.0的值。而在使用畸變修正時(shí),則應(yīng)該將動(dòng)量和壓強(qiáng)的松弛因子之和設(shè)為1.0;如果同時(shí)采用兩種修正形式,則應(yīng)將所有松弛因子設(shè)為1.0或接近于1.0的值。

插入:關(guān)于“松弛因子”的解釋

松弛因子

CFD專業(yè)知識 2009-05-06 15:16:52 閱讀588 評論2 字號:大中小

由于流體力學(xué)中要求解非線性的方程,在求解過程中,控制變量的變化是很必要的,這就通過松弛因子來實(shí)現(xiàn)的.它控制變量在每次迭代中的變化.也就是說,變量的新值為原值加上變化量乘以松弛因子.

如:A1=A0+B*DETA

A1 新值A0 原值B 松弛因子DETA 變化量

松弛因子可控制收斂的速度和改善收斂的狀況!

為1,相當(dāng)于不用松弛因子

大于1,為超松弛因子,加快收斂速度

小于1,欠松弛因子,改善收斂的條件

一般來講,大家都是在收斂不好的時(shí)候,采用一個(gè)較小的欠松弛因子。 Fluent里面用的是欠松弛,主要防止兩次迭代值相差太大引起發(fā)散。

松弛因子的值在0~1之間,越小表示兩次迭代值之間變化越小,也就越穩(wěn)定,但收斂也就越慢。

2、離散格式

Fluent中用于計(jì)算通量的方法包括一階迎風(fēng)格式、指數(shù)律格式、二階迎風(fēng)格式、QUICK格式、中心差分格式。

一階迎風(fēng)格式僅保留Taylor級數(shù)的第一項(xiàng),因此認(rèn)為本地單元邊界點(diǎn)的值等于上游網(wǎng)格單元控制點(diǎn)上的值,其格式為一階精度;二階迎風(fēng)格式則保留了Taylor級數(shù)的第一項(xiàng)和第二項(xiàng),因而認(rèn)為本地邊界點(diǎn)的值等于上游網(wǎng)格控制點(diǎn)的值與一個(gè)增量的和,因而其精度為二階精度。

QUICK格式用加權(quán)和插值的混合形式給出邊界點(diǎn)上的值,QUICK格式針對的是結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。但是在Fluent當(dāng)中,非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格計(jì)算也可以QUICK格式選項(xiàng)。計(jì)算非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的時(shí)候,如果選擇QUICK格式,則非六面體邊界點(diǎn)上的值是用二階迎風(fēng)格式計(jì)算的。在流動(dòng)方向與網(wǎng)格劃分方向一致時(shí),QUICK格式具有更高的精度。

松弛因子設(shè)置

設(shè)置松弛因子需要單擊Solve->Controls

Fluent中個(gè)流場變量的迭代都由松弛因子控制,因此計(jì)算的穩(wěn)定性與松弛因子緊密相關(guān)。在大多數(shù)情況下,不用修改松弛因子的默認(rèn)設(shè)置,因?yàn)檫@些默認(rèn)值都是根據(jù)各種算法的特點(diǎn)優(yōu)化得出的。在某些復(fù)雜情況下,使用默認(rèn)值不能夠滿足穩(wěn)定性要求,此時(shí)需要減小松弛因子。

在實(shí)際計(jì)算當(dāng)中可以使用默認(rèn)設(shè)置先進(jìn)行計(jì)算,如果發(fā)現(xiàn)殘差曲線向上發(fā)展,則終端計(jì)算,適當(dāng)調(diào)節(jié)松弛因子再開始計(jì)算。一般而言,增加松弛因子將會使得殘差增加;但是如果格式是穩(wěn)定的,增加的殘差仍然會降低。

在計(jì)算發(fā)散的時(shí),可以考慮將壓強(qiáng)、動(dòng)量、湍流動(dòng)能和湍流耗散率的松弛因子的默認(rèn)值分別降低為0.2,0.5,0.5,0.5。在計(jì)算格式為SIMPLEC時(shí),通常沒有必要降低松弛因子。