收斂的案例
有限元計算殘差收斂多大視為收斂？
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
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?？梢赃x定流場中具有特征意義的點，監測其速度，壓力，溫度等的變化情況。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。
展開 abaqus應用之收斂篇 ￥1.66
<h1><strong>一、收斂的定義和重要性</strong></h1><h2><strong style="color: rgb(51, 51, 51);">1．收斂的多種含義</strong></h2><p>在有限元分析中，收斂具有多重意義。它包括網格收斂、時間積分精度和非線性程序收斂。</p><p><strong>l 網格收斂</strong>是指增加模型單元數量會使仿真解趨于解析解。對于線性和非線性問題都適用，AbaqUS 中使用 H 網格自適應技術來輔助實現網格收斂。當進一步加密網格時，結果變化很小或不變時，可認為網格達到收斂。但也存在一些例外情況，如網格奇異解或材料損傷累積在模型特定區域的局部問題。</p><p><strong>l 時間積分精度</strong>則是針對具有物理時間尺度的瞬態問題，AbaqUS 提供用戶定義參數，以控制對相關方程的積分精度。</p><p><strong>l 非線性程序收斂</strong>是本文重點討論的內容，要獲得精確解需要滿足網格收斂、瞬態問題的精確時間積分以及非線性求解過程收斂等條件。</p><h2><strong style="color: rgb(51, 51, 51);">2．收斂對分析結果的影響</strong></h2><p>收斂性直接關系到分析結果的準確性。如果模型不收斂，得到的結果可能毫無意義，甚至會誤導工程決策和學術研究。因此，理解和掌握 ABAQUS 中的收斂問題是正確使用該軟件進行有效分析的基礎。
展開 ansys非線性收斂總結
文章來源于網絡，講解很系統，可以經典收藏，由于無法查證出處，無意冒犯，如有不妥，請聯系我
ansys非線性收斂總結
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，其中橫坐標是cumulative iteration number 縱坐標是absolute convergence norm。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<criterion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 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 
三十二、Fluent收斂判斷標準及方法
</strong></p><p><br></p><p>比如降膜蒸發問題，可先穩態計算流動，流動穩定后再打開瞬態加入蒸發，可迅速達到收斂。</p><p>但是一些情況不能使用，比如考慮某瞬態時間下的工況。</p><p><br></p><p><strong>3.4計算部分方程</strong></p><p><br></p><p>不計算所有的方程，比如一共四個方程流動Flow、湍流Turbulence、能量Energy和UDS。由于UDS不容易收斂，可以先計算另外三個方程，待收斂后再打開UDS方程進行計算，可比較快速的收斂。</p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/8tJMdLVYZyicRKfutZe5xPg3lTv8ADcu3E0Qa2YGXicU0jPZVpZ3lPPJcRxtuF67RE79p6TB1VgGrumFLjqAiaNCw/640?wx_fmt=png"> </p><p> </p><p> </p><p><strong>3.5 其他方法</strong></p><p><br></p><p>收斂問題主要還是考經驗，對于邊界條件的設置，求解器的設置等都會影響收斂，而且影響很大，但是這些都是和具體的問題有關。不同的求解器適用于不同的工況，以后我們會詳細說明。</p><p><br></p><p>初始化的值也能顯著影響計算的收斂速度。如果初始化值就是準確值，那都不需要計算就收斂了。但是我們沒辦法給出準確的值，只能給出符合實際問題的物理量。</p>
展開 continuity不收斂的問題
（1）連續性方程不收斂是怎么回事？
在計算過程中其它指數都收斂了，就continuity不收斂是怎么回事？
這和fluent程序的求解方法SIMPLE有關。SIMPLE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?？梢栽囼濻IMPLEC方法，應該會收斂快些。
在計算模擬中，continuity總不收斂，除了加密網格，還有別的辦法嗎？別的條件都已經收斂了，就差它自己了，還有收斂的標準是什么？是不是到了一定的尺度就能收斂了，比如10－e5具體的數量級就收斂了？
continuity是質量殘差，具體是表示本次計算結果與上次計算結果的差別，如果別的條件收斂了，就差它?？梢渣creport，打開里面FLUX選項，算出進口與出口的質量流量差，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？
是質量守恒方程的反映，也就是連續性的殘差。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表示連續性方程的殘差
(3) 正在學習Fluent,模擬圓管內的流動，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 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 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 Abaqus不收斂怎么辦？
這里推薦大家有能力的可以深入閱讀ABAQUS幫助文檔分析手冊（Analysis Solution and Control）的內容,會對解決不收斂的問題有很大幫助。在2021版幫助文檔中入口如下圖所示
Abaqus中的求解類型分為顯示與隱士。顯示求解基于動力學方程，當前求解至于前一時刻的速度與位移有關，求解過程無需迭代，是有條件穩定，無條件收斂；隱式求解則基于虛功原理，一般需要迭代計算，無條件穩定，有條件收斂。
所以對于你提到的不收斂問題這里我就認為是針對隱式計算。
1.基礎不收斂問題
在模型計算報錯時，我們首先查看Job Monitor中的報錯信息，對于簡單的模型錯誤，例如材料、邊界、載荷定義錯誤、網格問題、關鍵字定義錯誤等都能在Job Monitor中直接看出。針對不同的問題針對修改就可以。這部分相信稍微有些經驗的CAEer都能自行解決。
2.不收斂的本質與進階解決方法
在接著講之前，我希望大家能夠了解模型收斂的本質是什么？
對于線性系統來說，一般不存在收斂問題。模型不收斂一般都是由于幾何非線性、材料非線性、邊界非線性。
有限元求解的過程是根據外力與內力平衡求解出各個節點的位移，根據位移再求解應力、應變等。對于非線性系統，載荷與位移的關系也通常是非線性的，如下圖所示。
我們的首要目的就是求解不同載荷下的位移。做法就是將一個完整求解過程細分為許多個小的過程。
這里就不得不提abaqus中的Step、increment與iterations。
這里舉一個例子，假如我們從冰箱里拿面包吃。
展開 ABAQUS隱式分析不收斂該怎么辦？
四、模型收斂控制的常用方法
排除由于模型設置問題導致的不收斂情況后，可以通過以下設置增加收斂性：
1）增量步控制：增大允許的最大增量步數量、減小允許的最小增量步大小、增加允許的不收斂增量步數量IA（參考第二部分內容）；
2）如果是由于材料軟化、失效導致的不收斂問題，可以嘗試改善網格質量、修改單元類型，如果還是不行，則在材料模型、單元類型或分析步中增加阻尼，阻尼設置看第五部分內容；
3）如果是接觸導致的不收斂，可以修改接觸類型、調整接觸參數，如果還不行則增加接觸阻尼；
4）上面三種調整后均無法收斂，則更換分析類型，采用Standard動力學或Explicit分析類型等。
五、萬能和萬惡的阻尼
說阻尼是萬能的，是因為它可以極大改善模型的收斂性，實現復雜非線性問題的收斂；說阻尼是萬惡的，因為它可以掩蓋一些模型錯誤，從而提供失真甚至不合理的結果，因此大家不能過分依賴它！
切記第四部分的不收斂處理流程，首先排查模型的自身問題，最后才引入阻尼。
阻尼的添加方式主要有四種：
①材料阻尼或自穩定系數，CDP模型中就有viscosity；部分損傷材料提供Stablization Cohesive系數；動力分析中可以定義Damping，但是對于靜力分析，材料Damping定義是無作用的；
②單元自穩定系數，不是所有單元都有的，其中Cohesive單元經常會定義上；
③自動穩定設置，類似全局阻尼，可以避免由于塑性絞/帶、屈曲或失穩導致的不收斂問題；
④接觸阻尼或自穩定系數，接觸屬性中可以定義阻尼；接觸控制中定義阻尼自穩定系數，不太常用，位于Interaction模塊->Contact Controls（接觸對）或Contact Stabilization（通用接觸），如果沒有接觸問題就不用定義。
展開 
非線性仿真之如何解決接觸仿真收斂問題
遇到接觸仿真無法收斂怎么辦？是不是嘗試增加更多子步緩慢加載還是無法解決收斂性問題？這篇文章給大家介紹一些關于非線性分析和收斂的重要背景知識，并討論克服收斂問題的不同方法。具體涉及接觸分析時，可以嘗試以下幾種方法來幫助提升計算收斂性：
1.消除剛體運動：
a. 開始時讓裝配體中的所有部件都相互接觸。這可以通過移動部件、添加接觸偏移量或添加穩定阻尼來實現。
b. 在接觸表面添加摩擦，避免切向毫無阻力的運動。
2.克服不收斂：
a. 降低接觸單元的剛度。（我的經驗表明，緩慢增加載荷和降低接觸剛度可以解決90%的收斂問題）。
b. 在接觸區域細化網格，以減少反復進入和脫離接觸的單元百分比。
在本文中，我將使用一個具體的例子來演示上述一些方法，并描述其他幾種有助于克服頑固的與接觸相關的收斂問題的方法。需要注意的是，許多有限元分析程序（如ANSYS）都內置了接觸算法，試圖設置程序默認值以實現快速收斂和準確的解。然而，不可能設計一種萬能的接觸算法，使其在每種接觸條件下都能自動工作。它們是為解決常見情況而設計的，但在某些情況下可能需要手動干預。
在這個例子中，一個板彈簧被一個承受作用力的扁平剛性板壓縮，如圖1所示。這個分析使用了ANSYS Workbench有限元軟件。為了得到收斂解，需要進行幾次嘗試。
第1次計算嘗試：
圖1 計算例子
第一次嘗試求解沒有收斂，并給出以下錯誤：“內部解的大小限制被超過”。這種類型的錯誤，以及其他如“小的負方程求解器主元項”或僅僅是 “遇到求解器主元警告或錯誤”，表明存在剛體運動。
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。
展開 【轉載】Fluent中殘差曲線continuity不收斂的問題
continuity不收斂的問題
（1）連續性方程不收斂是怎么回事？
在計算過程中其它指數都收斂了，就continuity不收斂是怎么回事。
這和fluent程序的求解方法SIMPLE有關。SIMPLE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。
你可以試驗SIMPLEC方法，應該會收斂快些。
在計算模擬中，continuity總不收斂，除了加密網格，還有別的辦法嗎？別的條件都已經收斂了，就差它自己
了，還有收斂的標準是什么？是不是到了一定的尺度就能收斂了，比如10－e5具體的數量級就收斂了
continuity
是質量殘差，具體是表示本次計算結果與上次計算結果的差別，如果別的條件收斂了，就差它。可
以點report，打開里面FLUX選項，算出進口與出口的質量流量差，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？
是質量守恒方程的反映，也就是連續性的殘差。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。
展開 解的收斂性
整體而言，對于常規的力學分析，出現不收斂更多是建模的原因，比如接觸面的設置或者網格劃分不合理等等，在計算時如果調整初始增量步還是沒有效果的話，那么還是檢查下模型本身吧。
ABAQUS_解的收斂性.pdf
