continuity不收斂的問題
(1)連續性方程不收斂是怎么回事?
在計算過程中其它指數都收斂了,就continuity不收斂是怎么回事。
這和fluent程序的求解方法SIMPLE有關。SIMPLE根據連續方程推導出壓力修正方法求解壓力。由于連續方程中
流場耦合項被過渡簡化,使得壓力修正方程不能準確反映流場的變化,從而導致該方程收斂緩慢。
你可以試驗SIMPLEC方法,應該會收斂快些。
在計算模擬中,continuity總不收斂,除了加密網格,還有別的辦法嗎?別的條件都已經收斂了,就差它自己
了,還有收斂的標準是什么?是不是到了一定的尺度就能收斂了,比如10-e5具體的數量級就收斂了
continuity 是質量殘差,具體是表示本次計算結果與上次計算結果的差別,如果別的條件收斂了,就差它。可
以點report,打開里面FLUX選項,算出進口與出口的質量流量差,看它是否小于0.5%.如果小于,可以判斷它
收斂.
(2) fluent殘差曲線圖中continuity是什么含義?
是質量守恒方程的反映,也就是連續性的殘差。這個收斂的快并不能說明你的計算就一定正確,還要看動量
方程的迭代計算。表示某次迭代與上一次迭代在所有cells積分的差值,continuty表示連續性方程的殘差
(3) 正在學習Fluent,模擬圓管內的流動,速度入口,出口outflow運行后xy的速度很快就到1e-06了,但是
continuity老是降不下去,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?
你查看了流量是否平衡嗎?在report->flux里面操作,mass flow rate,把所有進出口都選上,compute一下,
看看nut flux是什么水平,如果它的值小于總進口流量的1%,并且其他檢測量在繼續迭代之后不會發生波動,
也可以認為你的解是收斂的。
造成連續方程高殘差不收斂的原因主要有以下幾點:
1.網格質量,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,不能超過1.4.
2.離散格式及壓力速度耦合方法,如果是結構網格,建議使用高階格式,如2階迎風格式等,如果是非結構網
格,除pressure保持standard格式不變外,其他格式改用高階格式;壓力速度耦合關系,如果使用SIMPLE,
SIMPLEC,PISO等segerated solver對聯系方程收斂沒有提高的話,可以嘗試使用coupled solver。另外,對于梯
度的計算,不論使用結構或非結構網格,都可以改用node-based來提高計算精度。
一些情況:
1.監測流場某個變量來判斷收斂更合理一些.
2.網格質量.
3.Velocity inlet boundary conditions are not appropriate for compressible flow
problems.
(4)要加速continuity收斂該設置那些參數?
感覺需要調整courant number。FLUENT 中courant number是在耦合求解的時候才出現的。正確的調整,可以
更好地加速收斂和解的增強穩定性。courant number 實際上是指時間步長和空間步長的相對關系,系統自動
減小courant 數,這種情況一般出現在存在尖銳外形的計算域,當局部的流速過大或者壓差過大時出錯,把局
部的網格加密再試一下。在fluent 中,用courant number 來調節計算的穩定性與收斂性。一般來說,隨著
courant number 的從小到大的變化,收斂速度逐漸加快,但是穩定性逐漸降低。所以具體的問題,在計算的
過程中,最好是把ourant number 從小開始設置,看看迭代殘差的收斂情況,如果收斂速度較慢而且比較穩定
的話,可以適當的增加courant number 的大小,根據自己具體的問題,找出一個比較合適courant number,
讓收斂速度能夠足夠的快,而且能夠保持它的穩定性。
個人認為這也應該和你采用的算法有關
SIMPLE算法是根據連續方程推導出壓力修正方法求解壓力。
由于連續方程中流場耦合項被過渡簡化,使得壓力修正方程不能準確反映流場的變化,從而導致該方程收斂緩慢。試著用SIMPLEC算法看看。
FLUENT求解器設置
FLUENT求解器設置主要包括:1、壓力-速度耦合方程格式選擇2、對流插值 3、梯度插值 4、壓力插值
下面對這幾種設置做詳細說明。
一、壓力-速度耦合方程求解算法
FLUENT中主要有四種算法:SIMPLE,SIMPLEC,PISO,FSM
(1)SIMPLE(semi-implicit method for pressure-linked equations)半隱式連接壓力方程方法,是FLUENT的默認格式。
(2)SIMPLEC(SIMPLE-consistent)。對于簡單的問題收斂非常快速,不對壓力進行修正,所以壓力松弛因子可以設置為1
(3)Pressure-Implicit with Splitting of Operators (PISO)。對非定常流動問題或者包含比平均網格傾斜度更高的網格適用
(4)Fractional Step Method (FSM)對非定常流的分步方法。用于NITA格式,與PISO具有相同的特性。
二、對流插值(動量方程)
FLUENT有五種方法:一階迎風格式、冪率格式、二階迎風格式、MUSL三階格式、QUICK格式
(1)FLUENT默認采用一階格式。容易收斂,但精度較差,主要用于初值計算。
(2)Power Lar.冪率格式,當雷諾數低于5時,計算精度比一階格式要高。
(3)二階迎風格式。二階迎風格式相對于一階格式來說,使用更小的截斷誤差,適用于三角形、四面體網格或流動與網格不在同一直線上;二階格式收斂可能比較慢。
(4)MUSL(monotone upstream-centered schemes for conservation laws).當地3階離散格式。主要用于非結構網格,在預測二次流,漩渦,力等時更精確。
(5)QUICK(Quadratic upwind interpolation)格式。此格式用于四邊形/六面體時具有三階精度,用于雜交網格或三角形/四面體時只具有二階精度。
三、梯度插值梯度插值主要是針對擴散項。
FLUENT有三種梯度插值方案:green-gauss cell-based,Green-gauss node-based,least-quares cell based.
(1)格林-高斯基于單元體。求解方法可能會出現偽擴散。
(2)格林-高斯基于節點。 求解更精確,最小化偽擴散,推薦用于三角形網格上
(3)基于單元體的最小二乘法插值。推薦用于多面體網格,與基于節點的格林-高斯格式具有相同的精度和格式。
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)標準格式(Standard)。為FLUENT缺省格式,對大表妹邊界層附近的曲線發現壓力梯度流動求解精度會降低(但不能用于流動中壓力急劇變化的地方——此時應該使用PRESTO!格式代替)
(2)PRESTO!主要用于高旋流,壓力急劇變化流(如多孔介質、風扇模型等),或劇烈彎曲的區域。
(3)Linear(線性格式)。當其他選項導致收斂困難或出現非物理解時使用此格式。
(4)second order(二階格式)。用于可壓縮流動,不能用于多孔介質、階躍、風扇、VOF/MIXTURE多相流。
(5)Body Force Weighted體積力。當體積力很大時,如高雷諾數自然對流或高回旋流動中采用此格式。