怎樣判斷FLUENT的計算結(jié)果是否收斂

2017-03-03 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

怎樣判斷FLUENT的計算結(jié)果是否收斂?

1、觀察點(diǎn)處的值不再隨計算步驟的增加而變化;
2、各個參數(shù)的殘差隨計算步數(shù)的增加而降低,最后趨于平緩;
3、要滿足質(zhì)量守恒(計算中不牽涉到能量)或者是質(zhì)量與能量守恒(計算中牽涉到能量)。
特別要指出的是,即使前兩個判據(jù)都已經(jīng)滿足了,也并不表示已經(jīng)得到合理的收斂解了,因?yàn)?如果松弛因子設(shè)置得太緊,各參數(shù)在每步計算的變化都不是太大,也會使前兩個判據(jù)得到滿足。此時就要再看第三個判據(jù)了。還需要說明的就是,一般我們都希望在收斂的情況下,殘差越小越好,但是殘差曲線是全場求平均的結(jié)果,有時其大小并不一定代表計算結(jié)果的好壞,有時即使計算的殘差很大,但結(jié)果也許是好的,關(guān)鍵是要看計算結(jié)果是否符合物理事實(shí),即殘差的大小與模擬的物理現(xiàn)象本身的復(fù)雜性有關(guān),必須從實(shí)際物理現(xiàn)象上看計算結(jié)果。比如說本斑最近在算的一個全機(jī)模型,在大攻角情況下,解震蕩得非常厲害,而且殘差的量級也總下不去,但這仍然是正確的,為什么呢,因?yàn)榇蠊ソ窍聦?shí)際流動情形就是這樣的,不斷有渦的周期性脫落,流場本身就是非定常的,所以解也是波動的,處理的時候取平均就可以? 有時候我們會認(rèn)為只要所有的殘差達(dá)到1e-3或者1e-4就是達(dá)到收斂了。其實(shí)這個1e-3或者1e-4的收斂標(biāo)準(zhǔn)是相對而言的。在FLUENT中殘差是以開始5步的平均值為基準(zhǔn)進(jìn)行比較的。如果你的初值取得好,你的迭代會很快收斂,但是你的殘差卻依然很高;但是當(dāng)你改變初場到比較不同的值時,你的殘差開始會很大,但隨后卻可以很快降低到很低的水平,讓你看起來心情很好。其實(shí)兩種情況下流場是基本相同的。
由此來看,判斷是否收斂并不是嚴(yán)格根據(jù)殘差的走向而定的。可以選定流場中具有特征意義的點(diǎn),監(jiān)測其速度,壓力,溫度等的變化情況。如果變化很小,符合你的要求,即可認(rèn)為是收斂了。一般來說,壓力的收斂相對比較慢一些的。因此是否收斂不能簡單看殘差圖,還有許多其他的重要標(biāo)準(zhǔn),比如進(jìn)出口流量差、壓力系數(shù)波動等等。盡管殘差仍然維持在較高數(shù)值,但憑其他監(jiān)測也可判斷是否收斂。最重要的就是是否符合物理事實(shí)或試驗(yàn)結(jié)論。殘差曲線是否滿足只是一個表面的現(xiàn)象,還要看進(jìn)口和出口總量差不得大于1%,而且即使這樣子,收斂解也不一定準(zhǔn)確,它和網(wǎng)格劃分/離散化誤差,以及屋里模型的準(zhǔn)確性都有關(guān)系.所以得有試驗(yàn)數(shù)據(jù)做對比活著理論分析了。
當(dāng)然最終是否正確是要看是否與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符合!但既然有殘差圖的話,總應(yīng)該可以大概的看出是否收斂吧?是否要?dú)埐钜〉揭欢ǖ某潭?或者是殘差不在增長,就可以一定程度上認(rèn)為是收斂的。殘差的大小不能決定是否收斂,我在用FLUENT計算時,多采用監(jiān)測一個面的速度(或者是壓力、紊動能等參數(shù))基本上不隨著計算時間的推移而變化,就認(rèn)為基本達(dá)到收斂。

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