西班牙的立體主義畫家  胡安.格里斯

收斂表示仿真軟件已經(jīng)把流場反復(fù)修正到位，可以結(jié)束仿真運(yùn)算了。

如何判斷仿真是否已經(jīng)收斂，讓我們很為難。

放寬收斂標(biāo)準(zhǔn)，可能把沒有收斂的錯誤結(jié)果當(dāng)作收斂結(jié)果接受了。

收緊收斂標(biāo)準(zhǔn)，又會多運(yùn)行很多步，白白浪費很多時間。

所以，我們希望有個放之四海而皆準(zhǔn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)，在仿真運(yùn)行到收斂的時候，正好結(jié)束仿真。

這個標(biāo)準(zhǔn)，不是一個數(shù)，不是一個公式。從把握全局標(biāo)準(zhǔn)的殘差，到追求終局目標(biāo)的設(shè)計參數(shù)，最后深挖局部觀察的流動現(xiàn)象。從表及里，一層層剝開。

看完這三層，才敢說是否已經(jīng)收斂。

一、全局標(biāo)準(zhǔn)

殘差——仿真軟件估算的誤差

常規(guī)的收斂判斷是：殘差小到十的負(fù)四次方、負(fù)六次方……。

對于簡單算例，直接用軟件給你的標(biāo)準(zhǔn)，殘差達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)就認(rèn)為收斂。

對于復(fù)雜算例，誰也無法只用殘差判斷是否收斂。

仿真軟件運(yùn)行幾十步后，殘差完成了漂亮的跳水，就不死不活地上上下下波動。

你猜不透，殘差背后，仿真軟件是在辛苦地修正流場，還是在攪亂流場。

你猜不透，殘差下降到十的負(fù)六次方，表示流動已經(jīng)修正合理，還是軟件根本忽視了不合理的分布。

殘差只是軟件估算的整個流場的殘余誤差，并沒有告訴你流場在發(fā)生什么。

大形勢與你有什么關(guān)系，大趨勢好的時候也有賠錢的，大形勢不好的時候，也有賺錢的。

殘差與你有什么關(guān)系，殘差小的時候，也有流場亂的，殘差大的時候，也有流場收斂的。

沒有人可以只用股票指數(shù)炒股賺錢。沒有人可以只用殘差判斷復(fù)雜算例收斂情況。

計算機(jī)不能自動設(shè)置一個收斂準(zhǔn)則，取代你的判斷，所以你有存在的價值。

你抱怨的就是你存在的意義。

 

二、終局目標(biāo)

換個思路，仿真的終局目標(biāo)就是獲得設(shè)計參數(shù)。如果你要算阻力，為什么不直接觀察阻力變化？

直接觀察你關(guān)心的參數(shù)變化。例如：阻力、升力、薄弱點的溫度、漩渦附近的壓強(qiáng)、摻混處的濃度。

管它殘差如何，反正你又不用殘差做設(shè)計。只要你最掛念的位置沒有出問題，你最關(guān)注的設(shè)計參數(shù)平穩(wěn)下來，這個仿真結(jié)果基本可以用了。

如果阻力還在持續(xù)下降，即使殘差再小，你也不敢說收斂了，還要繼續(xù)運(yùn)行。

如果你關(guān)心的阻力，波動范圍超出了容忍的范圍，管它殘差是大是小，你都要繼續(xù)運(yùn)行下去。

還有一種收斂，例如阻力雖然在波動，但是逐步出現(xiàn)了周期性。說明你遇到了個非要波動的流場，你再繼續(xù)運(yùn)行，仿真軟件也無法消除流場的波動。

這個時候，殘差也大，參數(shù)也波動，但是仿真已經(jīng)收斂了。

把重要參數(shù)隨仿真運(yùn)行步數(shù)變化的曲線與殘差一起動態(tài)顯示出來。這種簡單粗暴的方法很有效。

時刻記住：你追求的是參數(shù)，不是殘差。

 

三、局部觀察

以上只是幫助你判斷是否收斂。最好你還能夠明白仿真運(yùn)行為什么會收斂，為什么不收斂。

建議你，每運(yùn)行幾百步自動存儲一個仿真結(jié)果。

以前這么做也許是怕運(yùn)行突然中斷，可以從存儲的這一步重新啟動。現(xiàn)在要打開流場數(shù)據(jù)，看看每過幾百步發(fā)生了什么變化。

但是我們要看什么呢？流場中要看的數(shù)不勝數(shù)，根本看不過來。

只看這兩種情況：

1.對設(shè)計參數(shù)很重要的位置，比如影響阻力最大的表面附面層、底部分離渦。其他位置鬧翻了天對設(shè)計參數(shù)影響也不大，就放過吧。

2.變化最大的位置：速度變化最大的位置、壓強(qiáng)變化最大的區(qū)域、溫度最高的區(qū)域。這種位置的數(shù)據(jù)在仿真運(yùn)行過程中波動最大，往往是殘差的發(fā)源地。

觀察這些細(xì)節(jié)，你就會發(fā)現(xiàn)收斂是真收斂還是假收斂。

也許是一個關(guān)鍵的漩渦，仿真軟件的數(shù)值粘性把它固化了，該動不能動，表面上是收斂了，實際是被抹殺了。

也許是一個無關(guān)的小波動，被仿真軟件放大，流場實在消化不了，在流場中來回亂竄。表面上是不收斂，實際是被干擾了。

看到流場的細(xì)節(jié)，你才知道仿真發(fā)生了什么故事。但是只有對流動觀察思考，你才能知道該看什么細(xì)節(jié)，否則你會被細(xì)節(jié)淹沒。

觀察讓你知道應(yīng)該觀察什么

觀察對了地方才能觀察到真相

結(jié)論：

用殘差這個全局標(biāo)準(zhǔn)判斷收斂，只適用于簡單的算例。復(fù)雜的算例要用你的大腦判斷。

盯著設(shè)計參數(shù)這個終局目標(biāo)，因為你追求的是參數(shù)，不是殘差。

觀察關(guān)鍵局部讀懂仿真運(yùn)行的內(nèi)在故事，判斷是真收斂、假收斂。然而，只有觀察思考才能知道哪里是關(guān)鍵。

你能看透收斂的三重標(biāo)準(zhǔn)嗎？