Fluent時間步長的案例
三十九、Fluent時間步長的估算與庫朗數(shù)
wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p><strong>2.時間步長的設置</strong></p><p><br></p><p>由前面庫朗數(shù)的定義可知，時間步長和庫朗數(shù)相互決定，因此設置了庫朗數(shù)，那么時間步長就確定了。</p><p><br></p><p><span style="color: rgb(255, 129, 36);">無論是基于什么求解器，Fluent如果可以設置庫朗數(shù)，那么軟件會自動計算時間步長，盡管在Run Calculation界面仍然有Time Step Size欄，仍然可以輸入數(shù)值，但這欄是不起任何作用的。既不會對計算收斂性起作用，也不代表真正的流動時間，這一點要千萬注意。</span></p><p><br></p><p>實際測試了一下，確實如此，更改庫朗數(shù)會改變收斂性和流動時間，而Time Step Size不起作用。</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>2.2 基于壓力求解器Pressure-based</strong></p><p><br></p><p>使用基于壓力求解器，速度壓力耦合pressure-velocity scheme 選擇Coupled，在 Solution Controls界面會出現(xiàn)Flow Courant number</p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZy8ib5BucKKic5eRbiagsS3oXAdwHAhUYsmSgaoEDuibeaKb616UrccoBWrwNh4voUzdOyncLibokofarrw/640?
展開 Fluent滑移網格----物理時間步長的設定【轉】
在Fluent中計算帶旋轉部件的模型時常用MRF方法和Moving Mesh方法。兩種方法都需要劃分旋轉區(qū)域和固定區(qū)域。MRF法的模型固定，以運動的坐標系來模擬旋轉流場，是快速有效的定常計算方法。Moving Mesh法運動的不是坐標系，而是物理模型和部分網格。當旋轉區(qū)域及其內部物體的相對速度為0時，整個旋轉域作剛體轉動。在每個時間步需要將interface節(jié)點上的流動變量進行傳遞，以實現(xiàn)兩個區(qū)域的流場耦合求解。這相對于網格重生成的方法來說可以節(jié)省大量的計算成本。
由于Moving Mesh法采用的是非定常方法，計算量較大，因此合理地設定物理時間步和每步的迭代步數(shù)就很重要了。前者經驗上往往設為轉速倒數(shù)的1/10，轉速單位為rad/s；后者根據需要常設在10~30之間。
在用Moving Mesh進行非定常計算之前，可以先用定場的方式計算流場，這樣可以加快收斂速度，并提高非定常計算前期輸出結果的可信度。同時還要注意旋轉域的物理量往往變化劇烈，需要較密的網格，Pressure discretization建議采用presto!格式。
PS：滑移網格計算量確實挺大，我現(xiàn)在做的全機帶螺旋槳的網格，旋轉域100W，固定域200W，i5-760CPU四核全開，定常計算1000步迭代耗時仍要2h40min，非定常階段耗時14h
展開 二十九、Fluent瞬態(tài)時間步長與迭代步數(shù)的討論
</p><p>Fluent軟件瞬態(tài)計算中有三個比較重要的設置：Number of Time Steps、Time Step Size和Max Iterations/Time Step</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZy8D64icnA9ElAziaTGJk7o8PWQnNTziadI6fJ8DY7akypm67Cqic1oia7ky7GKlOZuql7cLXiaDkC2R1ic5A/640?wx_fmt=png"> </p><p> </p><p> </p><p><strong>3.Max Iterations/Time Step</strong></p><p> </p><p>首先，計算 unsteady flow 的時候，fluent 是從前一個時間算到下一個時間的。</p><p><br></p><p>從這個意思上來就認為是“time step”，一個時間接一個時間，而每個時間就相當于一個準穩(wěn)態(tài)，因此計算的時候需要 Max Iterations per Time Step，這個就像你在計算穩(wěn)態(tài)時候需要設置的一樣，在達到 iteration 次數(shù)之前收斂就完成這個 time step，否則就算到所規(guī)定的次數(shù)。</p><p><br></p><p><strong>4.Number of Time Steps</strong></p><p> </p><p>對穩(wěn)態(tài)，Number of iterations表示迭代次數(shù)，一個迭代次數(shù)就會將所有的網格遍歷一遍，完成一次循環(huán)。剛開始給網格的值可能不收斂，甚至和收斂網格相差很大，所以需要多次迭代。</p><p><br></p><p>而對非穩(wěn)態(tài)來說，需要定義流動時間。
展開 動力學時間步長選取
瞬態(tài)動力學問題求解精度取決于積分時間步長，步長越小計算精度越高。過小的步長會增加計算機的負擔，過大的步長會導致高階模態(tài)的響應出錯。因此要得到一個較好的時間步長應遵循以下原則：
1、分析響應的頻率：
時間步長應該小到可以捕捉結構的響應。對NEWMARK積分方案而言，可以使用感興趣的模態(tài)階數(shù)確定時間步長，
△t=1/（20f）
上式中，△t為時間步長，f為所感興趣的階數(shù)頻率。
如果需要計算加速度，則時間步長需要進一步減小。
2、響應一般比載荷慢半拍，階躍載荷尤其如此。需要較小的時間步長以便能夠跟蹤載荷的改變，一般1/180f較為合適。
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一文讀懂DYNA時間步長理論，深度解析質量縮放原理
時間步長是除了單元平衡方程之外，顯示動力學計算的最基礎最重要理論公式
在LS-DYNA中關鍵字*CONTROL_TIMESTEP用于控制求解時間步長，時間步長為每一步有限元積分的長度。計算所需時間步長時，要檢查所有的單元。最小時間步長計算公式
其中▲t是時間步長，α是時間步長縮放因子，L是單元特征長度，c是材料聲速
α（時間步長縮放因子）對應DYNA中的關鍵字TSSFAC。在DYNA官方幫助文檔中對α的解釋為：計算穩(wěn)定性的考慮，TSSFAC通常設置為0.90（默認值）或者更小。為了減少求解時間，我們希望使用更大的穩(wěn)定的時間步長，但大于0.90的值通常會導致不穩(wěn)定。
展開 使用隱式有限差分法求解沒有時間步長限制的問題
傳統(tǒng)的有限差分法需要大量的內存和計算時間。為了減少內存需求和計算時間，采用可變網格方案。此外，可以實現(xiàn)計算成本的降低。在數(shù)值網格的不同部分引入時間采樣不僅可以最大限度地減少計算時間，還可以優(yōu)化網格大小。
根據為問題域制定的方程的性質，有限差分法分為顯式和隱式有限差分法。
區(qū)分顯式和隱式有限差分法
在有限差分法的變體中，總是使用顯式和隱式有限差分法。
顯式有限差分法
求解方程時，若直接從已知值求出某一時間層次的因變量，則構成顯式有限差分法。考慮等式：
在此等式中，時間點 (n+1) 處的 y 值取決于時間 n 處的變量 x 和時間步長 n 處的 y 函數(shù)。該等式意味著執(zhí)行計算是為了使用先前時間步長的數(shù)量及時獲得前向值。這種類型的有限差分格式被稱為顯式的。
然而，在某些表達式中，向前時間步的輸出取決于它自己。隱式有限差分法用于解決此類問題。
隱式有限差分法
如果將未來時間水平的未知量用該時間水平的變量和過去、現(xiàn)在、未來時間的變量來表示，就形成了隱式有限差分法。
注意：隱式有限差分方程中會有不止一個未知數(shù)。
考慮等式：
這里，第 (n+1)個時間步的y取決于第 n個時間步的 x 值和第 (n+1) 個時刻的 f(y) 的函數(shù)。等式中沒有明確的關系。這需要隱式有限差分法。
使用隱式有限差分法解決問題
隱式有限差分法一般用于求解對時間步長沒有限制的問題。該方法用于求解熱傳導方程、定常和非定常無粘性和粘性可壓縮流、擴散方程、電磁問題和計算渦流尾流。
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展開 液體靜壓導軌雙向流固耦合-關于時間步長的疑問
剛開始運行計算時，fluent求解正常，進行數(shù)據交換后，流場網格進行了更新，fluent求解就開始出現(xiàn)異常，監(jiān)測的耦合面壓力積分呈負值，然后就報錯了。僅進行一次迭代得到的流場壓力云圖和結構件變形如圖所示。從圖中可以看出流場呈負壓，結構件向上凸起
我嘗試了改變時間步長，發(fā)現(xiàn)步0.05s時沒有出現(xiàn)上述狀況，可以完成迭代。而時間步長設置為0.01、0.001、0.0001、0.00001等均會出現(xiàn)上述問題。
我的疑問：
1.一般雙向耦合，不是時間步越小越好么，為什么這里采用0.0001s步長會出現(xiàn)上述問題，而0.05s卻能正確計算？
2. 我想模擬液壓油逐漸上升，止推板在油膜力的作用下逐漸彎曲的過程，是否應該考慮液壓油的可壓縮性？
因為在模擬中我發(fā)現(xiàn)，若將液壓油密度設置為定值，則無論時間步長多小（e-5s或e-6s），耦合面的面壓力積分總是在兩三個迭代步內就達到最大值。而若將液壓油密度設置為compressible liquid，則耦合面的面壓力積分會隨著時間逐步增大，大概在0.005s內達到最大值。
請論壇里的前輩不吝賜教~
展開 關于時間步長跟質量縮放(ADD MASS)及percentage increase 之間的關系與調整
關于時間步長跟質量縮放(ADD MASS)及percentage increase 之間的關系與調整？？這個問題具體應該怎么解決？？我在做翼子板覆蓋件時在計算的最后一步自動彈出，不知道是什么原因希望大家能夠解答，以下是message文件的錯誤提示，我實在沒有看出來是怎么回事？？說內存？？還是有什么其他的問題，在后處理中FLD圖沒有破裂： *** Error Memory is set 599296 words short
increase the memory size.
fluent做化學反應時，時間越長密度越低？
fluent做化學反應時，在0.1秒，密度接近生成物密度，越往后反應密度越低，怎么回事
五十二、Fluent瞬態(tài)可壓縮流動
wx_fmt=png" width="100%"></p><p>注：fluent自帶的表達式功能在一定的程度上能夠完成UDF的部分功能。其設置過程最需要注意的就是量綱問題。</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>11.3 瞬態(tài)計算設置</strong></p><p><br></p><p>設置時間步長為2.85596 x 10-5，600個時間步</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5QicllVVIVM9ibIKrDgGiasZtgpib6X1haVms9Rkf8zPtTJalMTVHhomJD3wy7Q/640?wx_fmt=png" width="100%"></p><p><br></p><p><strong>11.4 瞬態(tài)結果后處理</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>1. 質量流量曲線圖</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5QicllpNpVXuiaov2jeKQCIxaNulqwOnsEs4UnIZo9dXXKNKib03CGBgm6UmrQ/640?wx_fmt=png" width="100%"></p><p><br></p><p>2. 靜壓動畫</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/8tJMdLVYZyicPH1DZ9AZuoFRAXjM5QicllVTvFV35LDjQFW47BIgBCFk2BPQzgHzCOD84OyqWUUontFoqg3PB7cw/640?
展開 fluent入門一般問題（七）
88 在模擬計算過程中出現(xiàn)定義的步長不同，結果就不同。這個現(xiàn)象與fluent模擬時出現(xiàn)的“網格數(shù)不同，結果也不同”現(xiàn)象相似，請問這種一般問題出在哪里？是累計誤差的原因嗎？ (#170)
答：fluent 在求解微分方程組時，也是采用迭代求解的過程，如果步長“很大”的，其求解的精度就低了，所以一般在沒有明顯參考的前提下，可以試著采用不同的步長去計算，直到其結果跟步長沒有明顯關系時，可將其視為理想步長。而網格數(shù)也是同樣道理，假如在某個區(qū)域存在很大梯度的話，而你的網格又分的很粗的話，結果肯定會大相徑庭，這就需要一定的經驗。
89 如何在FLUENT6.1.22 在win32 rshd 集群上搭建并行平臺？
90 在FLUENT中tmerge與fuse的區(qū)別是什么？
91 計算中出現(xiàn)：
Error:>(great-than):invalid argument[2]:wrong type[not a number]
Error Object:nan
是什么意思？還有計算中出現(xiàn)：
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1.000000e+05 in 1069 cells
有人說只要Solve-control-limits增大可消除，但是這樣做不影響計算結果嗎？因為幫助上說是不合理才作限制的？
92 關于wall邊界條件的設定：在設定wall類型的邊界面的時候，有些時候可供選擇是：（1）設定熱流密度；（2）設定溫度；（3）Couple；有時候卻是有五個的選擇的：（1）熱流密度；（2）設定溫度；（3）對流換熱（convection）,（4）radiation；（5）mixed。
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【轉】Fluent你知多少？【第三期】更新完成
答：第一排網格選項（左起第二個）-------第二排體選項（左起第四個）-------第四排Check選項（左起第四個） 然后選中給你要查看的體，不僅可以看到網格數(shù)量，還可以看到網格質量
27、在FLUENT的后處理中可以顯示一個管道某個標量的圓截面平均值沿管道軸線（中心線）的變化曲線嗎？如何顯示空間某一點的數(shù)值呀（比如某一點溫度）？
答：輸入命令畫曲線
命令輸入狀態(tài)下直接按回車
>plot
>c-a-a(就是circum-average-axial)
再空按回車顯示可以選擇的值（從溫度到nusselt數(shù)應有盡有）
比如輸入>temp(溫度)
>100(軸向數(shù)據點個數(shù))
>filename.txt（文件名，隨便取）
>no（不知道什么，orderpoint）
然后在plot－file里選擇輸出就可以了
另定義空間點的方法為surface－point，輸入點的坐標或者直接在網格上標記，然后就能在后處理時看到這個點的選項了。
28、FLUENT中組分定義問題：請問氣道中流體為氫氣和氮氣，該流體定義時，該定義成混和氣體呢，還是多相氣體？
答：直接定義兩種流體即可，不需要用多相氣體。
29、在Fluent模擬高壓的流場的時候,迭代的時候總是自動減小其數(shù)值，這是什么原因造成的，為什么？怎么修改？
答：這是由于流場的壓力梯度較大，Fluent自身逐步降低時間步長，防止計算發(fā)散。
一般的處理辦法是：先將邊界條件上的壓力設置較低點，使得壓力梯度較小一點，等到收斂的感覺差不多，在這個基礎上，逐漸把壓力增大，這樣就不容易發(fā)散。
30、在FLUENT中關于wall邊界條件的設定：在設定wall類型的邊界面的時候如何選擇？
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