ansys 收斂標準的案例
三十二、Fluent收斂判斷標準及方法
wx_fmt=png"> </p><p><br></p><p>并不是所有的工況都會收斂。當各物理量的值基本不變時，即殘差很小時，工況才可能收斂。</p><p><br></p><p>但是對于瞬態，各物理量的值總是變化，如何收斂？正因如此瞬態才有時間步的概念，瞬態問題在每個時間步上都認為是穩態，所以瞬態問題的殘差圖總是波浪線型。</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>2. 收斂標準</strong></p><p> </p><p><strong>2.1 殘差標準</strong></p><p><br></p><p>對所有的工況，沒有統一的判斷標準。對于大多數問題，默認的判斷標準已經足夠（For most problems, the default convergence criterion in ANSYS Fluent is sufficient. ）</p><p><strong>建議殘差達到設定值后，多算50步，確定殘差之后都是減小的趨勢。</strong></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyicRKfutZe5xPg3lTv8ADcu3WMbaibmnIkR3DeVcWx3Rmp2bmlIeuAPKZoH9IA2OwL80dj5U7qmjthQ/640?wx_fmt=png"> </p><p> </p><p> </p><p><strong>2.2 監測物理量</strong></p><p><br></p><p>為了使結果更加精確，可根據工況輔助檢測一些物理量，如速度，流量等。<strong>當所關心的物理量基本不變時，說明達到了收斂。
展開 Fluent中計算收斂標準淺析
當然了，Fluent對于非定常計算采用的是雙時間推進（具體的理論請參閱相關資料，我這里三言兩語講不清楚，怕誤人子弟），對于偽時間步內的迭代，還是要保證其收斂的，就是將單步迭代步數調大。
綜上所述，你首先要搞清楚你計算的問題是定常的還是非定常的，如果是定常的就要看收斂曲線，如果是非定常的，那就不需要看收斂曲線了。
FLUENT中判斷收斂的三種方法
判斷計算是否收斂，沒有一個通用的方法。通過殘差值判斷的方法，對一些問題或許很有效，但在某些問題中往往會得出錯誤的結論。因此，正確的做法是，不僅要通過殘差值，也要通過監測所有相關變量的完整數據，以及檢查流入與流出的物質和能量是否守恒的方法來判斷計算是否收斂。
1、監測殘差值。
在迭代計算過程中，當各個物理變量的殘差值都達到收斂標準時，計算就會發生收斂。Fluent默認的收斂標準是：除了能量的殘差值外，當所有變量的殘差值都降到低于10-3 時，就認為計算收斂，而能量的殘差值的收斂標準為低于10-6。
2、計算結果不再隨著迭代的進行發生變化。
有時候，因為收斂標準設置得不合適，物理量的殘差值在迭代計算的過程中始終無法滿足收斂標準。然而，通過在迭代過程中監測某些代表性的流動變量，可能其值已經不再隨著迭代的進行發生變化。此時也可以認為計算收斂。
3、整個系統的質量，動量，能量都守恒。
在Flux Reports
對話框中檢查流入和流出整個系統的質量，動量，能量是否守恒。守恒，則計算收斂。不平衡誤差少于0.1%，也可以認為計算是收斂的。
展開 Fluent中計算收斂標準淺析
當然了，Fluent對于非定常計算采用的是雙時間推進（具體的理論請參閱相關資料，我這里三言兩語講不清楚，怕誤人子弟），對于偽時間步內的迭代，還是要保證其收斂的，就是將單步迭代步數調大。
綜上所述，你首先要搞清楚你計算的問題是定常的還是非定常的，如果是定常的就要看收斂曲線，如果是非定常的，那就不需要看收斂曲線了。
FLUENT中判斷收斂的三種方法
判斷計算是否收斂，沒有一個通用的方法。通過殘差值判斷的方法，對一些問題或許很有效，但在某些問題中往往會得出錯誤的結論。因此，正確的做法是，不僅要通過殘差值，也要通過監測所有相關變量的完整數據，以及檢查流入與流出的物質和能量是否守恒的方法來判斷計算是否收斂。
1、監測殘差值。
在迭代計算過程中，當各個物理變量的殘差值都達到收斂標準時，計算就會發生收斂。Fluent默認的收斂標準是：除了能量的殘差值外，當所有變量的殘差值都降到低于10-3時，就認為計算收斂，而能量的殘差值的收斂標準為低于10-6。
2、計算結果不再隨著迭代的進行發生變化。
有時候，因為收斂標準設置得不合適，物理量的殘差值在迭代計算的過程中始終無法滿足收斂標準。然而，通過在迭代過程中監測某些代表性的流動變量，可能其值已經不再隨著迭代的進行發生變化。此時也可以認為計算收斂。
3、整個系統的質量，動量，能量都守恒。
在Flux Reports
對話框中檢查流入和流出整個系統的質量，動量，能量是否守恒。守恒，則計算收斂。不平衡誤差少于0.1%，也可以認為計算是收斂的。
展開 [問題討論]Fluent殘差收斂標準問題
如果變化很小，符合你的要求，即可認為是收斂了。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準，比如進出口流量差、壓力系數波動等等。盡管殘差仍然維持在較高數值，但憑其他監測也可判斷是否收斂。最重要的就是是否符合物理事實或試驗結論。
殘差曲線是否滿足只是一個表面的現象，還要看進口和出口總量差不得大于1%,而且即使這樣子,收斂解也不一定準確,它和網格劃分/離散化誤差,以及屋里模型的準確性都有關系.所以得有試驗數據做對比活著理論分析了.
當然最終是否正確是要看是否與實驗數據相符合！但既然有殘差圖的話，總應該可以大概的看出是否收斂吧？是否要殘差要小到一定的程度，或者是殘差不在增長，就可以一定程度上認為是收斂的.
殘差的大小不能決定是否收斂，我在用FLUENT計算時，多采用監測一個面的速度（或者是壓力、紊動能等參數）基本上不隨著計算時間的推移而變化，就認為基本達到收斂。
本文轉自網絡，感謝原作者。
對文章中具體內容感興趣或者對使用CATIA幾何建模，ANSYS ICEM網格生成，Pointwise軟件使用方法，ANSYS Fluent軟件，CFD++軟件，STARCCM軟件及開源軟件SU2軟件感興趣的讀者可以關注技術鄰賬號：Oler或添加作者QQ3116264744。
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四十四、Fluent 收斂標準-質量和能量守恒
Fluent質量和能量守恒</strong></p><p> </p><p><br></p><p>Fluent收斂性的判斷有時候很讓人頭疼，我們在<a href="http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwMTAyNTc0Mw==&mid=2247484534&idx=1&sn=db4738de2b696dca35478b49731ddc9a&chksm=c0ba5ed6f7cdd7c0d299fff30cd38343a50fc75898d56e028667e6150143844fe6a339c8f8a0&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank">三十二、Fluent收斂判斷標準及方法</a>中概括的講述過幾種收斂標準。</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZy9aicLdtZXwZOLDDLnP3ic2M2FAMxC4KA5RBj2hyLiaoziaL8AmrrHd0HiavUvsIjhXdyw2uUPoPANQyIg/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p><br></p><p>通常我們判斷是否收斂最直接的就是看殘差曲線，但是很多時候，殘差曲線（尤其連續性曲線）一直是平的，連下降的趨勢都沒有。這時候最正確的做法應該是監測比較重要的物理量，查看其是否穩定。
展開 fluent使用經驗 y+ 周期性邊界條件 收斂標準 修改fluent中單位
3.三種判斷收斂的方法：（1）殘差達到一個可以接受的程度：默認出了能量是10^-6以外，其余的全是10^-3。
（2）求解值不再隨迭代發生改變：有時候，殘差還在下降，但是某些監視的流動變量不再發生變化即可。
（3）系統的質量、動量、能量達到平衡：利用flux report實現，要求凈不平衡量小于0.2%。
4.創建一對周期性邊界的的方法：（1）在命令框中按回車，得到命令提示符>
（2）輸入mesh/modify-zones/make-periodic,再根據提示選擇相應的面。
5.outflow邊界條件不需要給定任何入口的物理條件，但是應用也會有限制，大致為以下四點：
1.只能用于不可壓縮流動
2.出口處流動充分發展
3.不能與任何壓力邊界條件搭配使用（壓力入口、壓力出口）
4.不能用于計算流量分配問題（比如有多個出口的問題）
6.在壓力出口中，會要求輸入相應的backflow turbulent intensity等值，這些值只有在迭代時產生返流的時候才會使用，
通常設置成一個合理的值。算例14中，設置為intensity 10%，diameter hydraulic按實際模型數值。
7.后處理的時候，顯示速度矢量圖的時候，箭頭的長度可以不按速度的大小給出，而僅由箭頭的顏色決定，具體的操作:
Vector options.勾選Fixed Length
8.波爾茲曼數能表征傳熱中對流傳熱和輻射傳熱所占的比例，具體的表達式在第14個例子的最后。
展開 ansys非線性收斂總結
F' s這個也可以不稱作判據)
& H4 @# F- J% y* @ G0 I滿足以上條件，則非線性分析收斂。
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，該圖是對你計算過程的一個記錄，是對計算過程的直觀認識。其中橫坐標是cumulative iteration number ，是累積迭代次數；縱坐標是absolute convergence norm，絕對收斂范數，由他們來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計算非線性的收斂判別準則和計算殘差。其中計算殘差是所有單元內力的范數，只有當殘差小于準則時，非線性疊代才算收斂。ansys默認的收斂準則是將不平衡力的SRSS與VALUEYOLER的值進行比較，對力或力矩進行收斂檢查。也可以添加位移收斂準則。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎的收斂提供了收斂量的絕對值，而以位移為基礎的收斂僅提供表現收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準則,否則會產生一定偏差,有些情況會造成假收斂。因此ansys官方建議用戶盡量以力（或力矩）為基礎的收斂準則，如果需要也可以增加以位移為基礎的收斂檢查。
對于多自由度體系的收斂檢查，ANSYS提供了三種不同的矢量范數用于收斂檢查：無限范數、L1范數、L2范數。ANSYS缺省是用L2范數控制收斂。在圖形右邊表示的就是你這次計算使用的收斂準則——crit、L2分別是按照兩種收斂準則計算出來的誤差量。F CRIT－收斂標準；F L2－誤差范數，按照L2收斂準則計算出來的力的誤差量（迭代計算中的概念）。M表示力矩。TIME是與定義的子步與子步數的過程反映。由TIME 和NSUBST命令控制。
3.繪制收斂圖
結束后會顯示收斂圖，如果你把它弄消失了，就無法再查看了。只有再算一次。所有小心操作！不過收斂圖不怎么重要，只是模型計算過程的記錄。
展開 ANSYS Workbench非線性分析收斂曲線解讀
進行非線性分析時，收斂性是大家非常關心的一個問題。在Ansys workbench中，可以通過Details of “Solution Information”中選擇“Solution Output=Force Convergence”來查看收斂情況，其中，最直觀的莫過于力收斂曲線了。
Solution Output選項
力收斂曲線如下圖所示:
力收斂曲線圖
判斷收斂的方法很簡單，只要“計算的力收斂曲線”落在“力收斂準則”曲線之下，就表示該載荷步或子步收斂了。
該模型中有兩個載荷步，分析設置中時間步長設置為“Program Contrlled”.
除了看上述的力收斂曲線圖，我們可以設置“Solution Output= Solve Output”查看計算輸出信息，從其中可以更詳細地看到收斂情況。
可以將計算輸出的信息與力收斂曲線圖對比起來看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個載荷步中，第1個分析子步經過了15次迭代收斂（圖中每個圓點代表一次迭代）。
經過4個分析子步，第1個載荷步完成加載并收斂。第2個載荷步程序自動設置的信息如下：
初始子步數量為5，載荷步的分析時間為1s，因此初始的時間步長為0.2s。
第2個載荷步的第1個分析子步，經過25次計算迭代后，還不收斂。程序進行自動二分，將時間步長除以2，變為0.1s。
自動二分是一種用于解決非線性分析過程中收斂困難的策略。當收斂失敗發生在某個子步中，程序會自動減小時間步長，通常是前一個步長的一半左右。然后，程序會從前一個成功收斂的時間子步繼續求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會繼續減小時間步長并繼續求解，直到達到收斂或達到指定的最小時間步長值。這種方法有助于逐步逼近正確解，并確保分析的穩定性和準確性。
展開 ANSYS求解收斂問題
引起求解不收斂的原因很多，大致可以分為如下幾種情況：
網格劃分問題導致的不收斂
大家都知道，網格劃分的越細，求解的精度越高，但是網格越細，求解時占用的電腦空間就越大，求解所需的時間也越長。網格劃分的比較粗時，可能會引起不收斂，解決的方法就是在受力或有明顯作用的地方進行局部細化網格。
2.求解方法選擇不合適
對于非線性分析來說，系統默認的是稀疏矩陣法（除了子結構計算默認波前法外）。對于3維模型來說，預共軛梯度法是最優的算法，但當結構剛度呈現病態時，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結構，SHELL單元結構，或以此為主的含3-DSOLID的結構，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結構，用預共軛梯度法；
3）、當你的結構可能出現病態時，用稀疏矩陣法；
4）、當你不知道用什么時，采用默認算法。
3.其他設置
可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
設置足夠大的荷載步，可以更容易收斂，避免發散的出現；
設置足夠大的平衡迭代步數，默認為25，可以放大到很大(100)；
將收斂準則調整，以位移控制時調整為0.05，以力控制為0.01。
對于線性單元和無中間節點的單元（SOLID65和SOLID45），關閉EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS（在OPTIONS中）。
對于CONCRETE材料，可以關閉壓碎功能，將CONCRETE中的單軸抗壓強度設置為-1。
來源：ANSYS及Workbench加油站
展開 ansys計算不收斂
ansys計算之后出現這個錯誤，這是什么原因，怎么解決
A large negative pivot value ( -1.685395134E+09 ) has been encountered
in the global assembled matrix at the UZ degree of freedom of node
2028351. This may be caused by a bad temperature-dependent material
property used in the model.
關于ansys中收斂的介紹 ￥5
二、引起不收斂的因素
1、模型——主要是結構剛度的大小。
對于某些結構，從概念的角度看，可以認為它是幾何不變的穩定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，在數值計算中就可能導致數值計算的較大誤差，嚴重的可能會導致結構的幾何可變性——忽略小剛度構件的剛度貢獻
ANSYS非線性計算的收斂和速度
ANSYS中的非線性算法主要有：稀疏矩陣法(SPARSE DIRECT SOLVER)、預共軛梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩陣法是性能很強大的算法，一般默認即為稀疏矩陣法（除了子結構計算默認波前法外）。預共軛梯度法對于3-D實體結構而言是最優的算法，但當結構剛度呈現病態時，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結構，SHELL單元結構，或以此為主的含3-D SOLID的結構，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結構，用預共軛梯度法；
3）、當結構可能出現病態時，用稀疏矩陣法；
4）、當不知道用什么時，可用稀疏矩陣法。
3、非線性逼近技術。在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是我們常用的方法，收斂速度較快，但也和結構特點和步長有關?；￠L法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應峰值和下降響應曲線。但也發現：在峰值點，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計算的線性階段，它也可能會無法收斂。
為此，盡量不要從開始即激活弧長法，還是讓程序自己激活為好（否則出現莫名其妙的問題）。子步（時間步）的步長還是應適當，自動時間步長也是很有必要的。
A：如何加快計算速度
在大規模結構計算中，計算速度是一個非常重要的問題。下面就如何提高計算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網和SWEEP分網技術，盡可能獲得六面體網格，這一方面減小解題規模，另一方面提高計算精度。
在生成四面體網格時，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號單元有20節點，可以退化為10節點四面體單元，而92號單元為10節點單元，在此情況下用92號單元將優于95號單元。
選擇正確的求解器。對大規模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計算速度要快10倍以上（前提是您的計算機內存較大）。
展開 轉載：怎么知道ANSYS的結果是收斂的？
最近做了一些非線性方面的計算，也遇到了非線性計算中難以收斂的問題，現在把分析時的一些感受寫出來，希望對大家有用，如果有誤，還望大家不吝指正。
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，其中橫坐標是cumulative iterationnumber 縱坐標是absolute convergencenorm。他們分別是累積迭代次數和絕對收斂范數，用來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計算非線性的收斂判別準則和計算殘差。其中計算殘差是所有單元內力的范數，只有當殘差小于準則時，非線性疊代才算收斂。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎的收斂提供了收斂量的絕對值，而以位移為基礎的收斂僅提供表現收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準則,否則會產生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過程Page.6)。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎（或力矩）的收斂誤差，如果需要也可以增加以位移為基礎的收斂檢查。ANSYS缺省是用L2范數控制收斂。其它還有L1范數和L0范數，可用CNVTOL命令設置。在計算中L2值不斷變化，若L2<crit的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數小于設置的criterion時判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計算是你全部變量的平方和開平方（SRSS）*valuse(你設置的值)，所以crition也有小小變化。如有需要，也可自己指定crition為某一常數，CNVTOL,F,10000,0.0001,0 就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。
展開 ANSYS用戶過程和非標準用法
用戶過程和非標準用法
Ansys影響非線性收斂穩定性及其速度的因素分析
在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是常用的方法，收斂速度較快，但也和結構特點和步長有關?；￠L法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應峰值和下降響應曲線。但也發現：在峰值點，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計算的線性階段，它也可能會無法收斂。
為此，盡量不要從開始即激活弧長法，還是讓程序自己激活為好（否則出現莫名其妙的問題）。子步（時間步）的步長還是應適當，自動時間步長也是很有必要的。
4加快計算速度
在大規模結構計算中，計算速度是一個非常重要的問題。下面就如何提高計算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網和SWEEP分網技術，盡可能獲得六面體網格，這一方面減小解題規模，另一方面提高計算精度。
在生成四面體網格時，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號單元有20節點，可以退化為10節點四面體單元，而92號單元為10節點單元，在此情況下用92號單元將優于95號單元。
選擇正確的求解器。對大規模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計算速度要快10倍以上（前提是您的計算機內存較大）。對于工程問題，可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
5荷載步的設置直接影響到收斂。
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