Fluent學習筆記（四）

2017-01-16  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

求解控制參數設定

1、選擇壓強-速度關聯算法

在使用分離求解器時,通常可以選擇三種壓強-速度關聯形式,即SIMPLE、SIMPLEC和PISO。SIMPLE和SIMPLEC通常用于定常流計算,PISO用于非定常流計算,但是在網格畸變很大時也可以使用PISO格式。

Fluent默認的格式為SIMPLE格式。但是因為SIMPLEC穩定性較好,在計算當中可以將亞松弛因子適當放大,所以在很多情況下可以考慮SIMPLEC。特別是在層流計算時,如果沒有在計算中使用輻射模型等輔助方程,用SIMPLEC可以大大加速計算速度。在復雜流動中,兩者的收斂速度相差不多。PISO格式允許使用較大的時間步長進行計算,因而可以縮短計算時間。但是在類似于LES這類網格劃分較密集因而時間計算步長很小的時候,采用PISO格式計算會大大延長計算時間。另外在定常問題的計算當中,PISO格式與SIMPLE和SIMPLEC格式相比并無明顯的速度優勢。

PISO格式的另一個優勢是可以處理網格畸變較大的問題。如果在PISO格式的中使用鄰近修正(Neighbor Correction),可以將松弛因子設為1.0或者接近1.0的值。而在使用畸變修正時,則應該將動量和壓強的松弛因子之和設為1.0;如果同時采用兩種修正形式,則應將所有松弛因子設為1.0或接近于1.0的值。

插入:關于“松弛因子”的解釋

松弛因子

CFD專業知識 2009-05-06 15:16:52 閱讀588 評論2 字號:大中小

由于流體力學中要求解非線性的方程,在求解過程中,控制變量的變化是很必要的,這就通過松弛因子來實現的.它控制變量在每次迭代中的變化.也就是說,變量的新值為原值加上變化量乘以松弛因子.

如:A1=A0+B*DETA

A1 新值A0 原值B 松弛因子DETA 變化量

松弛因子可控制收斂的速度和改善收斂的狀況!

為1,相當于不用松弛因子

大于1,為超松弛因子,加快收斂速度

小于1,欠松弛因子,改善收斂的條件

一般來講,大家都是在收斂不好的時候,采用一個較小的欠松弛因子。 Fluent里面用的是欠松弛,主要防止兩次迭代值相差太大引起發散。

松弛因子的值在0~1之間,越小表示兩次迭代值之間變化越小,也就越穩定,但收斂也就越慢。

2、離散格式

Fluent中用于計算通量的方法包括一階迎風格式、指數律格式、二階迎風格式、QUICK格式、中心差分格式。

一階迎風格式僅保留Taylor級數的第一項,因此認為本地單元邊界點的值等于上游網格單元控制點上的值,其格式為一階精度;二階迎風格式則保留了Taylor級數的第一項和第二項,因而認為本地邊界點的值等于上游網格控制點的值與一個增量的和,因而其精度為二階精度。

QUICK格式用加權和插值的混合形式給出邊界點上的值,QUICK格式針對的是結構網格。但是在Fluent當中,非結構網格計算也可以QUICK格式選項。計算非結構網格的時候,如果選擇QUICK格式,則非六面體邊界點上的值是用二階迎風格式計算的。在流動方向與網格劃分方向一致時,QUICK格式具有更高的精度。

松弛因子設置

設置松弛因子需要單擊Solve->Controls

Fluent中個流場變量的迭代都由松弛因子控制,因此計算的穩定性與松弛因子緊密相關。在大多數情況下,不用修改松弛因子的默認設置,因為這些默認值都是根據各種算法的特點優化得出的。在某些復雜情況下,使用默認值不能夠滿足穩定性要求,此時需要減小松弛因子。

在實際計算當中可以使用默認設置先進行計算,如果發現殘差曲線向上發展,則終端計算,適當調節松弛因子再開始計算。一般而言,增加松弛因子將會使得殘差增加;但是如果格式是穩定的,增加的殘差仍然會降低。

在計算發散的時,可以考慮將壓強、動量、湍流動能和湍流耗散率的松弛因子的默認值分別降低為0.2,0.5,0.5,0.5。在計算格式為SIMPLEC時,通常沒有必要降低松弛因子。

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