處理COMSOL求解時初始值不一致



我們在使用 COMSOL Multiphysics 設置瞬態模型,計算時經常會碰到軟件報錯:“初始條件與載荷和邊界條件不一致”。


在進行流體瞬態流動研究時最容易出現這種問題,在任意瞬態模型中也可能出現同類問題。


在計算開始時,經常遇到求解器采用非常小的時間步長,或者求解器將報告類似錯誤消息: “找不到一致的初始值,最后一個時間步不收斂”。


碰到這類問題我們該怎么辦呢,解決該問題的辦法有2種,下面我們一起來看一下。 

注意:在使用下列方法的前提下是先檢查邊界條件、參數設置是否準確,這些都是正確的前提下還是報錯“初始條件與載荷和邊界條件不一致”。可以下面方法去處理。

解決辦法:


(1) 使用穩態研究的結果作為瞬態研究的初始值。



單個研究可以包含多個步驟,且默認情況下,每個步驟的結果都會作為初始值傳遞到下一步驟。

因此,在瞬態研究步驟之前添加一個穩態步驟, 可以先求解穩態假設下的流場,從而為瞬態步驟提供一致的初始值, 即替代物理場接口初始特征值中指定的初始值。只要這 2個步驟在同一研究中,就不需要更改其他設置,求解完成后將重新計算這 2個步驟。

這種方法也有一些缺點: 首先,穩態解可能根本不存在,或者從數值上得到穩態解非常困難; 其次,如果系統是從靜止狀態開始演化的,瞬態模型的目標可能是研究模型啟動時的特性,那么本方法可能不適用。 

(2) 設置逐漸增加的邊界條件。

可以在初始值的基礎上逐漸增加瞬態模型的載荷和邊界條件。

最常見的情況是處于平衡狀態的系統,其各個位置的初始值均為0??梢允褂镁哂衅交δ艿膬戎秒A躍函數,階躍函數的參數設置和函數圖如下圖。其他一些內置函數也包含平滑處理選項,默認情況下,所有這些函數在平滑處理區域開始處的時間導數均為0。

平滑后的階躍函數可用于修改載荷和邊界條件,進行平滑處理要選擇時間跨度,需要注意的是: 在層流流動情況下,不能為了引入超聲速激波而過快地提高流場速度; 對于電磁波問題,流場速度一般不超過光速。

如果模型仍然存在收斂問題,可能是因為網格劃分不夠細。平滑后的階躍函數可用于修改載荷和邊界條件,以達到我們需要的效果。

處理COMSOL求解時初始值不一致的圖1


登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

3
1