ansys fluent不收斂
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys fluent不收斂的視頻教程
Ansys workbench不收斂解決方案
我們在用ansys workbench進行仿真計算時，對于大型模型，尤其是非線性計算時，經常會出現不收斂的情況。 通過調整計算子歩（substep）也沒有起到良好的效果。 那么我們應該如何操作才能使計算收斂，以得到我們的最終解呢？ 讓這次課程來告訴你答案。
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ansys fluent不收斂的實例教程
目前的Fluent仿真經驗告訴我們，有相當一部分的仿真計算不收斂問題，都是由于網格不夠密所導致的。
當網格不能捕捉大梯度變量時，計算結果往往是不正確的
當網格能夠捕捉大梯度變量時，計算結果才能得到保證
那么如何加密具有大梯度的區域呢？通常有兩種方法，一是使用Fluent軟件自帶的網格自適應技術；二是通過ANSYS網格技術來重構流體網格。
1、Fluent中的網格自適應方法
該方法首先需要在原始（粗）網格上進行相應的仿真求解，得到（或者接近）收斂的結果后，通過標記的方式來獲取大梯度變量的位置。之后可以自動進行該位置的體網格加密，而且支持多次體網格反復加密，無需開啟前處理器進行網格劃分，所有的流程都在Fluent求解器中完成。
大梯度變量的存在區域可以直接顯示在算例中
當然，這種自適應網格加密還可以動態進行，即根據大梯度變量在不同計算步中存在的情況進行加密，當梯度變小之后，網格又恢復回原始大小（粗網格狀態）。
液晃問題中的動態網格自適應
2、ANSYS網格中的網格加密方法
WorkbenchMeshing是最為常用的網格劃分工具，具有上手快，易學易用的特點，是很多流體工程師的首選。那么當我們確定了具備有大梯度變量的位置之后，我們需要回到SCDM中建立能夠包含大梯度變量區域的CAD模型（立方體、圓柱或任意形狀均可），隨后連同流體計算區域一并導入到WorkbenchMeshing中。需要注意的是，這一部分加密的影響體（bodyof influence）并不會實際的劃分網格，只會加密與其重疊的流體計算區域。
展開 ①、一般首先是改變初值，嘗試不同的初始化，事實上好像初始化很關鍵，對于收斂。
②、FLUENT的收斂最基礎的是網格的質量，計算的時候看怎樣選擇CFL數，這個靠經驗
③、首先查找網格問題，如果問題復雜比如多相流問題，與模型、邊界、初始條件都有關系。
④、有時初始條件和邊界條件（如很多復雜室內流場pressure outlet 就比outflow邊界條件的收斂性要好，因為很多時候室內回風口要符合outflow邊界條件的fully developed turbulence 還是很難的）嚴重影響收斂性，曾經作過一個計算反反復復，通過修改網格，重新定義初始條件，包括具體的選擇的模型， 還有老師經常用的方法就是看看哪個因素不收斂，然后尋找和它有關的條件，改變相應參數。就收斂了
⑤、A.檢查是否哪里設定有誤：比方用mm的unit建構的mesh，忘了scale；比方給定的邊界條件不合理。B從算至發散前幾步，看presure分布，看不出來的話，再算幾步, 看看問題大概出在那個區域。 C網格，配合第二點作修正，就重建個更漂亮的，或是更粗略的來處理。D再找不出來的話，換個solver。
⑥、解決的辦法是設幾個監測點，比如出流或參數變化較大的地方，若這些地方的參數變化很小，就可以認為是收斂了，盡管此時殘值曲線還沒有降下來。這時再檢查下流量是否守恒，若這時流量也守恒，則確實是收斂了------對很多復雜的室內流場計算問題經常出現這個情況
⑦、調節松弛因子也能影響收斂，不過代價是收斂速度。
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。
展開 對于成熟的Fluent案例，出現計算不收斂的情況是非常正常的，此時，有針對性的加密大梯度變量區域的網格，能夠有效減少數值振蕩，從而加速收斂?？梢哉J為是一劑非常可靠的“廣譜抗生素”。
廣譜抗生素是常見的消炎藥，如阿奇霉素、頭孢等。當感染是由多種細菌引起的，或者不清楚是哪種細菌引起的時候，就會考慮盡量用廣譜的抗生素，因為能夠覆蓋更多可能的病原。
與之對應的就是“窄譜抗生素”，它是專門殺滅某一種或一類細菌的藥物；當然，此類藥物的應用場景就比較小了，我們通常需要對感染部位進行一系列的細菌培養，才能確定細菌的種類，再對癥下藥。
抗生素是常見的消炎藥
如果我們將Fluent的算例比喻成正常的人體，那么出現的問題（比如計算不收斂、發散等情況）就可以看作是一種病癥，需要有針對性的進行處理。當然，對于特定的錯誤，產生問題的原因是非常多的：比如網格問題、物理模型選擇、邊界條件設定、求解設置等。每個案例情況不一樣，解決的方法也各不相同，大多數情況都需要“窄譜抗生素”來進行具體問題的具體分析。
Fluent案例的“病”，通常會表現為“計算不收斂”這一癥狀
顯然，解決這些個性化的問題，需要工程師具備有相當豐富的軟件操作能力和行業使用經驗，才能夠順利完成任務，這些并不是在短時間內能夠快速掌握的技巧。因此，本文嘗試推薦一種“廣譜抗生素”來應對Fluent案例常見的“不收斂”問題，而且經過實踐證明，這一方法對于大多數的情況還是有一定效果的。
展開 今天分享一個FLUENT的不收斂案例及其解決方法。計算的對象是一個新型的渦扇發動機加力燃燒室（圖1）。在這種新型加力燃燒室中，火焰穩定器被整合到整流支板上，因此整流支板和整流錐都需要冷卻。在整流支板和整流錐上開了很多小孔，冷卻氣從這些孔滲出，形成冷卻氣膜。
圖1 加力燃燒室
這個算例模擬的是實驗的工況。實驗中沒有在加力燃燒室內燃燒，而只是在“主流入口”處引入高溫氣體，在“冷卻氣入口”處引入冷卻氣，以檢驗氣膜冷卻的效能。
整流支板共有15塊，為了減小計算量，只計算其中的一塊（360°/15=24°）。主流入口和冷卻氣入口都采用“mass-flow-inlet”條件，其中主流入口的流量是0.8kg/s，總溫是1241.3K，冷卻氣入口的流量是0.024kg/s，總溫是490.3K。出口采用“pressure-outlet”條件，反壓是101325Pa（絕對壓力）。由于形狀比較復雜，特別是其中有很多小孔，所以采用非結構網格，四面體單元。流體的狀態方程采用理想氣體（ideal-gas）模型，湍流模型采用Realizable k-ε模型。采用基于壓力的求解器。
采用定常算法計算不收斂（圖2；這里我們使用FLUENT默認的收斂條件，即能量方程的殘差降低到1e-6以下，其余方程降低到1e-3以下）。考慮到可能是分離流誘發的非定常效應導致不收斂（見公眾號先前的文章“為何我這個流動總是算不收斂？我要砸電腦！”），我們嘗試使用非定常算法。但是不幸的是非定常算法仍然不能在每個時間步內收斂。非定常計算的典型殘差曲線如圖3所示。
圖2 定常計算的殘差曲線
圖3 非定常計算仍然不收斂。此圖是時間步長設為3×10-6秒時的結果。圖中顯示了5個時間步的殘差曲線。
為了弄清不收斂的原因，我們用MATLAB編寫兩個小程序。
展開 本文授權轉載自訂閱號：南流坊
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從噴水器和真空系統到燃氣灶和按摩浴缸，再到化油器和燃油噴射系統，噴嘴在許多工程應用中都很常見。噴嘴是具有不同橫截面積的幾何結構，其目的是控制流經噴嘴流體的特性。它們通常用于改變（增加）流體流動的速度。噴嘴的核心是質量守恒和動量守恒。
對于密度恒定的不可壓縮流，質量守恒規定流體的速度與噴嘴的橫截面積成反比。這意味著，隨著噴嘴橫截面積的減小，流體的速度增加。如果我們進一步假設流體的粘度可以忽略不計，即流動是無粘的，那么線動量守恒就簡化為著名的伯努利方程。本例的目的是了解守恒定律在確定通過收斂噴嘴的不可壓縮空氣流物理過程中的作用。
1、啟動FLUENT并導入網格
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，啟動Fluent 2021 R1。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導入.msh網格文件。
2、定義模型
單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板，在Solver中Time選擇Steady，進行穩態計算，2D Space選擇Axisymmetric。
3、設置邊界條件
（1）在邊界條件面板中，雙擊inlet彈出邊界條件設置對話框。Velocity Magnitude輸入10，單擊OK按鈕確認退出。
（2）雙擊outlet彈出邊界條件設置對話框。保持默認值，單擊OK按鈕確認退出。
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fluent模擬相變材料的問題，初始化的時候出現警告，后續計算一直不收斂
對于成熟的Fluent案例，出現計算不收斂的情況是非常正常的，此時，有針對性的加密大梯度變量區域的網格，能夠有效減少數值振蕩，從而加速收斂。可以認為是一劑非?？煽康?amp;ldquo;廣譜抗生素”。
廣譜抗生素是常見的消炎藥，如阿奇霉素、頭孢等。當感染是由多種細菌引起的，或者不清楚是哪種細菌引起的時候，就會考慮盡量用廣譜的抗生素，因為能夠覆蓋更多可能的病原。
本文授權轉載自訂閱號：南流坊
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從噴水器和真空系統到燃氣灶和按摩浴缸，再到化油器和燃油噴射系統，噴嘴在許多工程應用中都很常見。噴嘴是具有不同橫截面積的幾何結構，其目的是控制流經噴嘴流體的特性。它們通常用于改變（增加）流體流動的速度。噴嘴的核心是質量守恒和動量守恒。
對于密度恒定的不可壓縮流
廣譜抗生素是常見的消炎藥，如阿奇霉素、頭孢等。當感染是由多種細菌引起的，或者不清楚是哪種細菌引起的時候，就會考慮盡量用廣譜的抗生素，因為能夠覆蓋更多可能的病原。
與之對應的就是“窄譜抗生素”，它是專門殺滅某一種或一類細菌的藥物；當然，此類藥物的應用場景就比較小了，我們通常需要對感染部位進行一系列的細菌培養，才能確定細菌的種類，再對癥下藥。
抗生素是常見的消炎藥
廣譜抗生素是常見的消炎藥，如阿奇霉素、頭孢等。當感染是由多種細菌引起的，或者不清楚是哪種細菌引起的時候，就會考慮盡量用廣譜的抗生素，因為能夠覆蓋更多可能的病原。
與之對應的就是“窄譜抗生素”，它是專門殺滅某一種或一類細菌的藥物；當然，此類藥物的應用場景就比較小了，我們通常需要對感染部位進行一系列的細菌培養，才能確定細菌的種類，再對癥下藥
非線性問題是什么？
在日常生活中，經常會遇到結構非線性問題。例如，當用釘書針釘紙張時，金屬釘書釘將永久地彎曲成一個不同的形狀(圖 1a)；在一個木架上放置重物，隨著時間的推移木架將越來越下垂(圖 1b)；汽車或卡車上裝載貨物時，輪胎和下面路面間接觸面將隨貨物重量變化(圖 1c)。如果將上述例子的載荷變形曲線畫出來，我們將發現它們都顯示了結構非線性的基本特征—結構剛度改變。
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
今天分享一個FLUENT計算不收斂的案例及其解決辦法。計算的對象是一個文丘里管，如圖1所示，入口直徑為28mm，出口直徑為50mm。計算所用的網格如圖2所示，采用四面體非結構網格，但壁面附近采用棱柱網格以更好地分辨邊界層的流動注1。
今天分享一個FLUENT的不收斂案例及其解決方法。計算的對象是一個新型的渦扇發動機加力燃燒室（圖1）。在這種新型加力燃燒室中，火焰穩定器被整合到整流支板上，因此整流支板和整流錐都需要冷卻。在整流支板和整流錐上開了很多小孔，冷卻氣從這些孔滲出，形成冷卻氣膜。
圖1 加力燃燒室
這個算例模擬的是實驗的工況。實驗中沒有在加力燃燒室內燃燒，而只是在“主流入口”處引入高溫氣體，在“冷卻氣入口
