【仿真技巧】Fluent turbulent viscosity ration issue
一、問題描述
在使用Fluent進行求解時,有時會遇到console里面跳出“Turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+5 inXX”之類的提示。有可能隨著計算的推進,這個提示最終消失,但也有可能這個提示會一直存在。
本文旨在分析此問題,以及給出相應解決方法。
二、解決方法
首先這個提示并非錯誤error,而更多是提醒warning, 它表達的意思是在計算域中出現了湍流粘性與層流粘性比值超過1E5,因此在使用默認參數下軟件會自動判斷局部出現了非物理解。
這個高比值可能出現在高湍流度的區域,一般這些區域的網格也比較粗。如開始提及,在很多情況下,此信息會在計算開始時出現,隨著計算的收斂而消失。
一般而言,出現湍流粘性比過高提醒的原因有以下幾點:
1 網格的尺度不合理,尤其是發生量級上的錯誤時。類似的例子有,生成模型時使用mm單位,但在導入Fluent求解時忘記設置正確的單位;還有就是在求解變量梯度大的區域,網格的分辨率不夠等等。必要的時候需要重新生成網格。
2 進口邊條的湍流參數設置過高。請確保在設置此類參數時選取合理的數值。通常情況下建議使用Intensity 和 Turbulent Viscosity ratio 或 length scale 或 hydraulic diameter,而不是使用k和epsilon
3 接上述原因2,使用k和epsilon進行設置時數值過高。
4 在開始計算時直接使用了k和epsilon的二階離散格式。通常建議先使用一階格式,穩定后再切換到二階格式。如果此時提醒仍然存在,可對epsilon使用一階格式,因為epsilon方程更敏感且難收斂。
若上述4種情況均設置正確,則提醒的原因大概率是源自于網格問題。如網格的扭曲度skewness過高(高于0.9-0.95),一般建議扭曲度小于0.9。
必須要說明的是,對于特定類型的流動,如自然條件下邊界層流動,它的湍流粘性比本身就可能高達1E8或1E9。若是此種情況,那默認對湍流粘性比的設置應當調大。在Solution面板,單擊Limit標簽,然后對湍流粘性比設置一個較高的值即可,如下圖。
來源于: Ansys中國 井文明
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