Fluent学习笔记（四）

2017-01-16  by:CAE仿真在线  来源:互联网

求解控制参数设定

1、选择压强-速度关联算法

在使用分离求解器时,通常可以选择三种压强-速度关联形式,即SIMPLE、SIMPLEC和PISO。SIMPLE和SIMPLEC通常用于定常流计算,PISO用于非定常流计算,但是在网格畸变很大时也可以使用PISO格式。

Fluent默认的格式为SIMPLE格式。但是因为SIMPLEC稳定性较好,在计算当中可以将亚松弛因子适当放大,所以在很多情况下可以考虑SIMPLEC。特别是在层流计算时,如果没有在计算中使用辐射模型等辅助方程,用SIMPLEC可以大大加速计算速度。在复杂流动中,两者的收敛速度相差不多。PISO格式允许使用较大的时间步长进行计算,因而可以缩短计算时间。但是在类似于LES这类网格划分较密集因而时间计算步长很小的时候,采用PISO格式计算会大大延长计算时间。另外在定常问题的计算当中,PISO格式与SIMPLE和SIMPLEC格式相比并无明显的速度优势。

PISO格式的另一个优势是可以处理网格畸变较大的问题。如果在PISO格式的中使用邻近修正(Neighbor Correction),可以将松弛因子设为1.0或者接近1.0的值。而在使用畸变修正时,则应该将动量和压强的松弛因子之和设为1.0;如果同时采用两种修正形式,则应将所有松弛因子设为1.0或接近于1.0的值。

插入:关于“松弛因子”的解释

松弛因子

CFD专业知识 2009-05-06 15:16:52 阅读588 评论2 字号:大中小

由于流体力学中要求解非线性的方程,在求解过程中,控制变量的变化是很必要的,这就通过松弛因子来实现的.它控制变量在每次迭代中的变化.也就是说,变量的新值为原值加上变化量乘以松弛因子.

如:A1=A0+B*DETA

A1 新值A0 原值B 松弛因子DETA 变化量

松弛因子可控制收敛的速度和改善收敛的状况!

为1,相当于不用松弛因子

大于1,为超松弛因子,加快收敛速度

小于1,欠松弛因子,改善收敛的条件

一般来讲,大家都是在收敛不好的时候,采用一个较小的欠松弛因子。 Fluent里面用的是欠松弛,主要防止两次迭代值相差太大引起发散。

松弛因子的值在0~1之间,越小表示两次迭代值之间变化越小,也就越稳定,但收敛也就越慢。

2、离散格式

Fluent中用于计算通量的方法包括一阶迎风格式、指数律格式、二阶迎风格式、QUICK格式、中心差分格式。

一阶迎风格式仅保留Taylor级数的第一项,因此认为本地单元边界点的值等于上游网格单元控制点上的值,其格式为一阶精度;二阶迎风格式则保留了Taylor级数的第一项和第二项,因而认为本地边界点的值等于上游网格控制点的值与一个增量的和,因而其精度为二阶精度。

QUICK格式用加权和插值的混合形式给出边界点上的值,QUICK格式针对的是结构网格。但是在Fluent当中,非结构网格计算也可以QUICK格式选项。计算非结构网格的时候,如果选择QUICK格式,则非六面体边界点上的值是用二阶迎风格式计算的。在流动方向与网格划分方向一致时,QUICK格式具有更高的精度。

松弛因子设置

设置松弛因子需要单击Solve->Controls

Fluent中个流场变量的迭代都由松弛因子控制,因此计算的稳定性与松弛因子紧密相关。在大多数情况下,不用修改松弛因子的默认设置,因为这些默认值都是根据各种算法的特点优化得出的。在某些复杂情况下,使用默认值不能够满足稳定性要求,此时需要减小松弛因子。

在实际计算当中可以使用默认设置先进行计算,如果发现残差曲线向上发展,则终端计算,适当调节松弛因子再开始计算。一般而言,增加松弛因子将会使得残差增加;但是如果格式是稳定的,增加的残差仍然会降低。

在计算发散的时,可以考虑将压强、动量、湍流动能和湍流耗散率的松弛因子的默认值分别降低为0.2,0.5,0.5,0.5。在计算格式为SIMPLEC时,通常没有必要降低松弛因子。

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