fluent cfd三招辨收斂
2017-02-24 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
流體力學(xué)的控制方程是高度非線性的,只有通過一些限制條件,NS方程才會有解。因此,CFD需要迭代方法來進(jìn)行求解,但是這引致一個基本問題:怎么才能判定我的結(jié)果是否已經(jīng)收斂?
Mike Kuron認(rèn)為通常在進(jìn)行CFD的穩(wěn)態(tài)分析中,可以主要考察下面三個標(biāo)準(zhǔn):
監(jiān)控殘差
迭代計(jì)算中,殘差為一個最基本的表征量。在CFD中,殘差代表了在每個控制體中守恒變量的局部的不均衡。因此,在你的模型中,每個變量在每個網(wǎng)格中都有其自己的殘差值。這個殘差趨向于零。越低的殘差值表示越精準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果。每個CFD代碼都會有其自己的殘差標(biāo)準(zhǔn)化的方法。建議查看您使用的CFD代碼的說明文檔來看殘差是如何定義的。
在CFD計(jì)算中,當(dāng)殘差達(dá)到1e-4的時候,我們認(rèn)為是基本收斂。當(dāng)達(dá)到1e-5的時候,我們認(rèn)為已經(jīng)收斂。當(dāng)達(dá)到1e-6的時候,我們認(rèn)為其已經(jīng)完全的收斂了。然而,對于復(fù)雜的問題,殘差可能永遠(yuǎn)將不到1e-5以下。下圖是一個殘差圖
可以看出最終所有變量的殘差均下降到了1e-6,那么,當(dāng)殘差在1e-4和1e-6的時候的求解結(jié)果有什么不同呢?
可以看出當(dāng)殘差為1e-4的時候,監(jiān)控點(diǎn)的溫度為36度,5e-5的時候,監(jiān)控點(diǎn)溫度為38度,1e-5和1e-6分別為41.3和42度。這表示,殘差為1e-4的時候,監(jiān)控點(diǎn)的溫度比完全收斂的時候低6度。殘差為1e-5和1e-6的時候,求解結(jié)果的差異可以忽略(-0.7度)
變量守恒
我們的求解變量通常為一些守恒的變量,例如質(zhì)量。在CFD求解的結(jié)果中,我們需要保證質(zhì)量是守恒的。然而在CFD計(jì)算中,這種守恒的保證是非常難以實(shí)現(xiàn)的。不過,當(dāng)這個值非常小的時候,我們就認(rèn)為收斂達(dá)到要求。實(shí)際應(yīng)用中,我們認(rèn)為這個守恒的誤差小于1%即可。
(CFD界:例如監(jiān)控進(jìn)口質(zhì)量和出口質(zhì)量)
監(jiān)控變量
在穩(wěn)態(tài)計(jì)算中,隨著求解的進(jìn)行,求解變量的變動越來越小。監(jiān)控一些積分廣義量例如曳力、平均溫度可以幫助用戶判斷是否收斂。還是上文那個例子,我們再散熱板上監(jiān)控了兩個點(diǎn)的溫度,如下圖所示:
在這個圖中,在大約50步迭代之后,殘差下降為1e-4,紅線剛剛趨于穩(wěn)定,但是綠線還在變化中。大約100步迭代之后,殘差下降為1e-5,紅線保持穩(wěn)定,但是綠線依然還在變化中。大約250步之后,殘差下降為1e-6,紅線一直保持穩(wěn)定,綠線也處于穩(wěn)定狀態(tài)。
當(dāng)然了,還可以借助其他許多方法來判定CFD計(jì)算是否收斂。不過需要牢記的是,CFD收斂的結(jié)果也不一定是真實(shí)的結(jié)果。如果邊界條件設(shè)置的不對,這個收斂的結(jié)果也毫無用處。在CFD計(jì)算之前,還需要仔細(xì)的檢查網(wǎng)格和邊界條件。確保CFD計(jì)算的結(jié)果可用。
CFD大牛?一測便知
Q6:
交錯網(wǎng)格雖然成功的解決了速度與壓力的耦合關(guān)系問題,但是在三維問題以及不規(guī)則幾何中,缺點(diǎn)日益突出。交錯網(wǎng)格技術(shù)的根本在于引入了1-δ壓差。在1983年,得益于_____技術(shù),1-δ壓差在同位網(wǎng)格上也順利實(shí)現(xiàn)。隨后,同位網(wǎng)格在CFD計(jì)算中大肆展開。
回復(fù)q6至CFD界獲取答案
相關(guān)標(biāo)簽搜索:fluent cfd三招辨收斂 Fluent培訓(xùn) Fluent流體培訓(xùn) Fluent軟件培訓(xùn) fluent技術(shù)教程 fluent在線視頻教程 fluent資料下載 fluent分析理論 fluent化學(xué)反應(yīng) fluent軟件下載 UDF編程代做 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析