Fluent殘差顯示
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
Fluent殘差顯示的視頻教程
Fluent殘差顯示的實例教程
FLUENT中可選耦合式和分離式解法。
對于非穩(wěn)態(tài)問題，unsteady, 則會出現(xiàn)時間相關(guān)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(tài)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(wěn)定性?；蛘呔W(wǎng)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(yán)格控制時間步長，courant number。
非穩(wěn)態(tài)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(shù)軸，因此每次屏滿了之后都會重新調(diào)X軸，導(dǎo)致曲線彎曲。
時間步長越小，越不容易發(fā)散，特別是顯式計算對時間步長的要求很嚴(yán)格。如果在設(shè)定的最大迭代數(shù)（20）內(nèi)還沒收斂，可能是要減小時間步長或者減小courant數(shù)。
通過殘差曲線來看收斂性：
- 一般的，殘差下降三個數(shù)量級表示至少達(dá)到了定性的收斂，流場的主要特征已經(jīng)形成。
- 壓力基求解器的能量殘差應(yīng)該下降到10-6以下
- 檢查全局通量守恒：檢查（NetResults)應(yīng)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(tài)問題，差質(zhì)量的網(wǎng)格或者不合理的求解器設(shè)置都會出現(xiàn)數(shù)值的不穩(wěn)定性。
變現(xiàn)為殘差曲線上揚（不收斂，發(fā)散）或者幾乎水平（不下降）
發(fā)散意味著守恒方程的不平衡增加。
展開 一、殘差波動的主要原因：
1、高精度格式；
2、網(wǎng)格太粗；
3、網(wǎng)格質(zhì)量差；
4、流場本身邊界復(fù)雜，流動復(fù)雜；
5、模型的不恰當(dāng)使用。
二、問：在進行穩(wěn)態(tài)計算時候，開始殘差線是一直下降的，可是到后來各種殘差線都顯示為波形波動，是不是不收斂??？
答：有些復(fù)雜或流動環(huán)境惡劣情形下確實很難收斂。計算的精度（2 階），網(wǎng)格太疏，網(wǎng)格質(zhì)量太差，等都會使殘差波動。經(jīng)常遇到，一開始下降，然后出現(xiàn)波動，可以降低松弛系數(shù)，我的問題就能收斂，但如果網(wǎng)格質(zhì)量不好，是很難的。通常，計算非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，如果問題比較復(fù)雜，會出現(xiàn)這種情況，建議作網(wǎng)格時多下些功夫。理論上說，殘差的震蕩是數(shù)值迭代在計算域內(nèi)傳遞遭遇障礙物反射形成周期震蕩導(dǎo)致的結(jié)果，與網(wǎng)格亞尺度雷諾數(shù)有關(guān)。例如，通常壓力邊界是主要的反射源，換成OUTFLOW 邊界會好些。這主要根據(jù)經(jīng)驗判斷。所以我說網(wǎng)格和邊界條件是主要因素。
三、
1、網(wǎng)格問題：比如流場內(nèi)部存在尖點等突變，導(dǎo)致網(wǎng)格在局部質(zhì)量存在問題，影響收斂（這個問題站長遇到過。在用ICEM對水泵蝸殼劃分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的時候，顯示質(zhì)量很高，但是殘差一致震蕩，到最后近似一條直線的震蕩。結(jié)果差不多正確。后來查找了各種原因，最終發(fā)現(xiàn)時網(wǎng)格質(zhì)量問題。在網(wǎng)格質(zhì)量檢查的時候，一定要在導(dǎo)出網(wǎng)格時候檢查質(zhì)量，也就是生成網(wǎng)格后檢查。檢查的時候設(shè)定最大質(zhì)量為0.2（或者稍微高點），這樣質(zhì)量差的網(wǎng)格才會顯示，如果只有一個兩個網(wǎng)格質(zhì)量差，設(shè)置質(zhì)量為1是會被忽略的。找到質(zhì)量差的地方，重點修改這個地方就可以了）。
2、可以調(diào)整一下courant number，courant number實際上是指時間步長和空間步長的相對關(guān)系，系統(tǒng)自動減小courant數(shù)，這種情況一般出現(xiàn)在存在尖銳外形的計算域，當(dāng)局部的流速過大或者壓差過大時出錯，把局部的網(wǎng)格加密再試一下。
展開 Fluent默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)是：除能量的殘差值外，當(dāng)所有變量的殘差值都降到低于１０－３時，就認(rèn)為計算收斂，而能量的殘差值的收斂標(biāo)準(zhǔn)為低于１０－６
怎樣判斷計算結(jié)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(shù)的殘差隨計算步數(shù)的增加而降低，最后趨于平緩；
3、要滿足質(zhì)量守恒（計算中不牽涉到能量）或者是質(zhì)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(jù)都已經(jīng)滿足了，也并不表示已經(jīng)得到合理的收斂解了，因為，如果松弛因子設(shè)置得太緊，各參數(shù)在每步計算的變化都不是太大，也會使前兩個判據(jù)得到滿足。此時就要再看第三個判據(jù)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(jié)果，有時其大小并不一定代表計算結(jié)果的好壞，有時即使計算的殘差很大，但結(jié)果也許是好的，關(guān)鍵是要看計算結(jié)果是否符合物理事實，即殘差的大小與模擬的物理現(xiàn)象本身的復(fù)雜性有關(guān)，必須從實際物理現(xiàn)象上看計算結(jié)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(rèn)為只要所有的殘差達(dá)到1e-3或者1e-4就是達(dá)到收斂了。其實這個1e-3或者1e-4的收斂標(biāo)準(zhǔn)是相對而言的。在FLUENT中殘差是以開始5步的平均值為基準(zhǔn)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(dāng)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(yán)格根據(jù)殘差的走向而定的。
展開 這和fluent程序的求解方法SIMPLE有關(guān)。SIMPLE根據(jù)連續(xù)方程推導(dǎo)出壓力修正方法求解壓力。由于連續(xù)方程中
流場耦合項被過渡簡化，使得壓力修正方程不能準(zhǔn)確反映流場的變化，從而導(dǎo)致該方程收斂緩慢。
你可以試驗SIMPLEC方法，應(yīng)該會收斂快些。
在計算模擬中，continuity總不收斂，除了加密網(wǎng)格，還有別的辦法嗎？別的條件都已經(jīng)收斂了，就差它自己
了，還有收斂的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)量級就收斂了
continuity
是質(zhì)量殘差，具體是表示本次計算結(jié)果與上次計算結(jié)果的差別，如果別的條件收斂了，就差它?？? 以點report，打開里面FLUX選項，算出進口與出口的質(zhì)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(zhì)量守恒方程的反映，也就是連續(xù)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(xù)性方程的殘差
(3)
正在學(xué)習(xí)Fluent,模擬圓管內(nèi)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？
展開 為什么我的圖不能按旁邊的顏色顯示呢，只是這樣的藍(lán)色
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Fluent默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)是：除能量的殘差值外，當(dāng)所有變量的殘差值都降到低于１０－３時，就認(rèn)為計算收斂，而能量的殘差值的收斂標(biāo)準(zhǔn)為低于１０－６
怎樣判斷計算結(jié)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(shù)的殘差隨計算步數(shù)的增加而降低，最后趨于平緩；
3、要滿足質(zhì)量守恒（計算中不牽涉到能量）或者是質(zhì)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(jù)都已經(jīng)滿足了
一、殘差波動的主要原因：
1、高精度格式；
2、網(wǎng)格太粗；
3、網(wǎng)格質(zhì)量差；
4、流場本身邊界復(fù)雜，流動復(fù)雜；
5、模型的不恰當(dāng)使用。
二、問：在進行穩(wěn)態(tài)計算時候，開始?xì)埐罹€是一直下降的，可是到后來各種殘差線都顯示為波形波動，是不是不收斂?。? 答：有些復(fù)雜或流動環(huán)境惡劣情形下確實很難收斂。計算的精度（2 階），網(wǎng)格太疏，網(wǎng)格質(zhì)量太差，等都會使殘差波動。經(jīng)常遇到，一開始下降，然后出現(xiàn)波動
為什么我的圖不能按旁邊的顏色顯示呢，只是這樣的藍(lán)色
這個問題的意思是出現(xiàn)了回流，這個問題相對于湍流粘性比的警告要寬松一些，有些case可能只在計算的開始階段出現(xiàn)這個警告，隨著迭代的計算，可能會消失，如果計算一段時間之后，警告消失了，那么對計算結(jié)果是沒有什么影響的，如果這個警告一直存在，可能需要作以下處理：
1.如果是模擬外部繞流，出現(xiàn)這個警告的原因可能是邊界條件取得距離物體不夠遠(yuǎn)，如果邊界條件取的足夠遠(yuǎn)，該處可能在計算的過程中的確存在回流現(xiàn)象；
continuity不收斂的問題
（1）連續(xù)性方程不收斂是怎么回事？
在計算過程中其它指數(shù)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(guān)。SIMPLE根據(jù)連續(xù)方程推導(dǎo)出壓力修正方法求解壓力。由于連續(xù)方程中
流場耦合項被過渡簡化，使得壓力修正方程不能準(zhǔn)確反映流場的變化，從而導(dǎo)致該方程收斂緩慢
FLUENT中可選耦合式和分離式解法。
對于非穩(wěn)態(tài)問題，unsteady, 則會出現(xiàn)時間相關(guān)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(tài)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(wěn)定性?；蛘呔W(wǎng)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(
fluent在計算迭代中顯示云圖的技巧
使用fluent進行流體計算時，通過實時顯示流體計算云圖可以很好地判斷計算模型內(nèi)部的流動與換熱，本文通過一個例子來說明這個技巧。下圖是一個航空發(fā)動機燃?xì)鉁u輪葉片常用到的冷卻氣膜孔的簡化模型。
網(wǎng)格劃分如下圖
在迭代計算前，可以在樹狀菜單欄中選擇calculation activities工具，在Execute Commands
我的已經(jīng)模擬出來速度場了，大家有沒有誰能知道如何精確顯示某一個速度區(qū)間所占整個速度場的比例。例如我模擬的一個長方體內(nèi)液體的速度在0.1m/s到0.9m/s之間，我想知道速度在0.1m/s到0.4m/s這個區(qū)間速度的體積所占的整個長方體體積大小。fluent中有顯示這個的工具嗎？希望大俠賜教，本人不勝感覺
