Fluent殘差設置
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
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Fluent殘差設置的實例教程
FLUENT中可選耦合式和分離式解法。
對于非穩態問題，unsteady, 則會出現時間相關項的計算方法選項： 如一階隱式，二階隱式、
注意，顯式只是對于耦合顯式求解器有效。
PISO適合于瞬態模擬，特別是時間步長較大到情況。取1.0的欠松弛因子可以保證計算的穩定性。或者網格變形度高的地方。但是對于LES而言，由于LES需要更小的時間步長，因此不適合用PISO。LES 最好使用SIMPLE(C)算法。
Courant Number 用來控制耦合求解的時間步長。時間步長與courantnumber成正比。因此顯式需嚴格控制時間步長，courant number。
非穩態的殘差圖中，每一次更新都會使殘差變大，因此會是一條振蕩的曲線。此外，x軸是對數軸，因此每次屏滿了之后都會重新調X軸，導致曲線彎曲。
時間步長越小，越不容易發散，特別是顯式計算對時間步長的要求很嚴格。如果在設定的最大迭代數（20）內還沒收斂，可能是要減小時間步長或者減小courant數。
通過殘差曲線來看收斂性：
- 一般的，殘差下降三個數量級表示至少達到了定性的收斂，流場的主要特征已經形成。
- 壓力基求解器的能量殘差應該下降到10-6以下
- 檢查全局通量守恒：檢查（NetResults)應該小于通過邊界通量的最小值的1%。（在Reports ->fluxes->mass flowrate->boundaries, 再compute)。
收斂遇到困難？？？？
對一些病態問題，差質量的網格或者不合理的求解器設置都會出現數值的不穩定性。
變現為殘差曲線上揚（不收斂，發散）或者幾乎水平（不下降）
發散意味著守恒方程的不平衡增加。
展開 Fluent默認的收斂標準是：除能量的殘差值外，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
怎樣判斷計算結果是否收斂？
1、觀察點處的值不再隨計算步驟的增加而變化；
2、各個參數的殘差隨計算步數的增加而降低，最后趨于平緩；
3、要滿足質量守恒（計算中不牽涉到能量）或者是質量與能量守恒（計算中牽涉到能量）。
特別要指出的是，即使前兩個判據都已經滿足了，也并不表示已經得到合理的收斂解了，因為，如果松弛因子設置得太緊，各參數在每步計算的變化都不是太大，也會使前兩個判據得到滿足。此時就要再看第三個判據了。
還需要說明的就是,一般我們都希望在收斂的情況下，殘差越小越好，但是殘差曲線是全場求平均的結果，有時其大小并不一定代表計算結果的好壞，有時即使計算的殘差很大，但結果也許是好的，關鍵是要看計算結果是否符合物理事實，即殘差的大小與模擬的物理現象本身的復雜性有關，必須從實際物理現象上看計算結果。比如說本斑最近在算的一個全機模型,在大攻角情況下,解震蕩得非常厲害，而且殘差的量級也總下不去,但這仍然是正確的,為什么呢,因為大攻角下實際流動情形就是這樣的,不斷有渦的周期性脫落,流場本身就是非定常的,所以解也是波動的,處理的時候取平均就可以了。有時候我們會認為只要所有的殘差達到1e-3或者1e-4就是達到收斂了。其實這個1e-3或者1e-4的收斂標準是相對而言的。在FLUENT中殘差是以開始5步的平均值為基準進行比較的。如果你的初值取得好，你的迭代會很快收斂，但是你的殘差卻依然很高；但是當你改變初場到比較不同的值時，你的殘差開始會很大，但隨后卻可以很快降低到很低的水平，讓你看起來心情很好。其實兩種情況下流場是基本相同的。
由此來看，判斷是否收斂并不是嚴格根據殘差的走向而定的。
展開 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。
展開 3、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courant 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，找出一個比較合適的courant number，讓收斂速度能夠足夠的快，而且能夠保持它的穩定性。
4、如果出現連續方程殘差很高收斂慢的情況，首先應該檢查的是網格質量；由于現在大量使用分塊網格，這時要看看兩相鄰塊處的網格大小是不是相差較大，也就是看看有沒有出現cell jump的情況，相鄰網格的大小最好不要超過2倍的關系，這時出現高連續方程殘差的一個主要原因，這需要在劃分網格時做好規劃。
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展開 不同攻角下的翼型流場仿真分析，含所有ICEM文件及fluent文件，fluent設置包含在case中
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1．蒸發冷凝模型理論
Fluent提供了兩種蒸發冷凝模型，分別是Lee模型和熱相變模型（Thermal Phase Change Model）
并且建議模擬蒸發冷凝時，使用熱相變模型（Therefore, it is generally recommended that you use the Eulerian multiphase formulation with the two-resistance
<p>對于一些有幾何對稱的模型，如正方形、圓柱等，當物理邊界也是對稱時，其物理場也是對稱分布的。對于這樣的幾何模型，如果將整個計算域全部計算一遍固然能夠得到最終的數值解，但是會耗費大量的時間，因此，Fluent使用了2D Space來簡化這種模型的計算。</p><p> </p><p><span style="background-color: rgb(0, 255, 0);">1. 
<p> </p><p> 學習Fluent，應該要通過對一個案例比較詳細的分析盡可能的學習更多的知識，而不是稀里糊涂的瞎設置。學習一個案例就要讓這個案例發揮作用</p><p class="ql-align-right">----伍茲·基碩得</p><p> </p><p> 之前我們計算過卡門渦街
Ansys Fluent中的操作條件（Operating Conditions）并不在左側結構樹中進行設置，是很多用戶容易忽略的一個地方，而操作條件沒有設置好或者是理解不夠，會造成計算誤差變大、出現一些看似“奇怪”的結果。
在Ansys Fluent中Ribbon欄里，通過Define標簽頁下的Operating Conditions中可以進入設置。操作條件對話框中顯示需要設置
1 背景
在實際工程中，必然存在利用仿真比較各類設計方案優劣的場景。
對于復雜模型，逐個設置各個設計方案的仿真模型并從頭開始計算結果，既易錯也耗時。因此需要通過模型設置和數據的復用，達到防錯和提高工作效率。
2 模型設置復用
Fluent中，有幾種辦法實現將模型A的設置復用到模型B的方法。
方法 1：網格替換
網格替換操作可以實現所有設置的復用（包括物理機理
fluent仿真中對于螺旋管道結構在設置流固耦合時為什么設置不出來？
fluent液晃仿真文件及網格文件，case文件中包含所有仿真設置
