[轉(zhuǎn)載]多相流的體積分?jǐn)?shù)模式(Explicit顯式/Implicit隱式)的選擇

總結(jié)一下最近做多相流算例時(shí)關(guān)于體積分?jǐn)?shù)模式(Explicit顯式/Implicit隱式)的選擇方面的經(jīng)驗(yàn)。

體積分?jǐn)?shù)模式選擇的位置如圖1紅框所示:

圖1 顯示模式和隱式模式

顯式Explicit:

1.顯示模式只能用于瞬態(tài)計(jì)算,如幫助文件中所說的,它是time-dependent的。如果選擇了顯示模式,計(jì)算模式會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為瞬態(tài)計(jì)算。

2.如果不僅僅關(guān)心多相流流動(dòng)穩(wěn)定后的最終形態(tài),還關(guān)心流動(dòng)的過程中多相流的分布瞬時(shí)分布形態(tài),應(yīng)該選擇顯示模式。

隱式Implicit:

1.如果你只關(guān)心最后的穩(wěn)態(tài)解,而不關(guān)心達(dá)到最后穩(wěn)定狀態(tài)之前的流動(dòng)過程中的像分布情況,那么選擇隱式模式更適合。

2.隱式模式可用于穩(wěn)態(tài)計(jì)算也可用于瞬態(tài)計(jì)算。如果最后的穩(wěn)態(tài)解取決于流場(chǎng)的初始分布,或者入口邊界處各相的狀態(tài)不十分明確,則應(yīng)選擇隱式模式的瞬態(tài)計(jì)算。如果最后的穩(wěn)態(tài)解不取決于流場(chǎng)的初始分布,并且入口邊界處各相的狀態(tài)很明確,則可以用隱式模式的穩(wěn)態(tài)計(jì)算。

下面談下我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)體會(huì):

1.顯示模式的相界面更清晰,對(duì)于不能互溶的兩相來說,顯式模式的相界面更合理。

下圖是用顯式和隱式兩種模式計(jì)算出的油-空氣相界面。可以看出顯示模式的兩相界面更清晰更合理。

圖2 顯示模式計(jì)算出的油-空氣相界面

圖3 隱式模式計(jì)算出的油-空氣相界面

2.顯示模式只能用于瞬態(tài)計(jì)算,有時(shí)需要計(jì)算很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到兩相穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于不關(guān)心兩相分布穩(wěn)定前的過程的計(jì)算來說,采用穩(wěn)態(tài)隱式模式可以極大地節(jié)省計(jì)算時(shí)間。

比如對(duì)于圖2、圖3所示的油-空氣兩相VOF計(jì)算,相同配置的計(jì)算機(jī),顯式模式需要計(jì)算一個(gè)星期才能達(dá)到兩相分布穩(wěn)定狀態(tài),而穩(wěn)態(tài)隱式模式不到20分鐘就收斂了。

我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于兩相互補(bǔ)溶解、并且不關(guān)心兩相分布穩(wěn)定前的過程的計(jì)算可以采用以下計(jì)算策略用較短的計(jì)算時(shí)間得到較理想的結(jié)果:

1.先用穩(wěn)態(tài)隱式模式計(jì)算至收斂,獲得一個(gè)兩相分布大致合理但相界面不甚清晰的結(jié)果。

2.以此結(jié)果作為顯式模式的初始值,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一段時(shí)間的顯示模式計(jì)算,兩相界面會(huì)逐漸清晰起來。

(完)