CFD殘差不收斂問(wèn)題
2017-01-12 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
總是收斂的CFD程序,不可能是好東西。
大部分流動(dòng)都是非定常的。定常是一種近似。平時(shí)大家都是做定常計(jì)算。當(dāng)流體中有很大的非定常現(xiàn)象時(shí),合理的結(jié)果應(yīng)該是定常計(jì)算不能收斂。那些總是收斂的軟件,像NUMECA,里面一定有一人為的非物理的東西來(lái)穩(wěn)定迭代。在這種情況下,十有八九,收斂的結(jié)果與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。如果,有人用這樣的結(jié)果去做工程,那是要闖禍的。
建議讀一下,今年IGTI年會(huì)中,Denton的文章。里面總結(jié)了不少如何使用CFD的經(jīng)驗(yàn)。
說(shuō)實(shí)話,關(guān)于這些問(wèn)題我確實(shí)不敢說(shuō)可以解決,但是都遇見(jiàn)過(guò)。有時(shí)候除了軟件的問(wèn)題,還有硬件的問(wèn)題。我曾經(jīng)用單機(jī)和并行機(jī)計(jì)算過(guò)相同的問(wèn)題,單機(jī)顯示有的和樓主見(jiàn)到的相同,甚至不收斂,可是在并行機(jī)上根本沒(méi)有問(wèn)題!
你的網(wǎng)格數(shù)不算多,而且圖形不是很復(fù)雜,盡量用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格吧,看看邊界條件設(shè)定是否有問(wèn)題。
用這個(gè)軟件需要很多的經(jīng)驗(yàn),和做實(shí)驗(yàn)是一樣的,尤其是剛開(kāi)始。
當(dāng)連續(xù)性不收斂的時(shí)候,做一下幾個(gè)方面的檢查(當(dāng)然有的具體問(wèn)題還要具體分析):
首先明確一下,鑒于現(xiàn)在計(jì)算模型越來(lái)越復(fù)雜,殘差并不是判定收斂的唯一標(biāo)準(zhǔn),很多時(shí)候殘差收斂都不是很理想,但每個(gè)計(jì)算一定要檢測(cè)某一點(diǎn)的速度壓力值,如果檢測(cè)點(diǎn)數(shù)值平穩(wěn)趨于穩(wěn)定,即使殘差收斂不是很理想,計(jì)算結(jié)果幾乎可以肯定是收斂并且正確的. cfx的說(shuō)明也提到了這個(gè). 現(xiàn)在說(shuō)說(shuō)解決不收斂的幾個(gè)方法. 可以按照次序嘗試,或者結(jié)合著來(lái),根本目標(biāo)就是要先拿到一個(gè)收斂的計(jì)算結(jié)果,然后就好辦了.
1.使用upwind,也就是1階精度算法.
2.減少步長(zhǎng),使用physical time scale, 比如1e-5s試試. 計(jì)算進(jìn)行了一定步數(shù)(比如100步)后,可以增加步長(zhǎng).
3.更改湍流模型,例如k-e模型應(yīng)該比k-w類(lèi)的容易收斂
4.再不行,采用無(wú)敵的流量漸進(jìn)大法. 比如正常進(jìn)口流量是10kg/s, 改成1kg/s,因?yàn)榈退偾闆r收斂要容易很多. 如果收斂,改成2kg/s,計(jì)算從上一個(gè)結(jié)果開(kāi)始...依此類(lèi)推,直到10kg/s.
5.上述方法用過(guò)后,拿到一個(gè)收斂的模擬.再把所有設(shè)置更改為希望的設(shè)置(比如雙精度,k-w模型等等),在收斂的結(jié)果上面繼續(xù)計(jì)算,應(yīng)該就可以得到答案了.
6.再搞不定,仔細(xì)思考自己的模擬,是不是哪里有最基本的錯(cuò)誤. 我的經(jīng)驗(yàn),cfx模擬對(duì)于網(wǎng)格質(zhì)量的好壞不是很敏感. 如果一個(gè)低流量的模擬可以收斂,那基本可以證明網(wǎng)格沒(méi)有問(wèn)題. 過(guò)去我做個(gè)壓縮機(jī)的模擬,無(wú)論如何就是不收斂,最后發(fā)現(xiàn)因?yàn)檫^(guò)去個(gè)員工的粗心, 整個(gè)模型比實(shí)際尺寸直徑少了20厘米,換句話說(shuō),這個(gè)錯(cuò)誤的縮小模型根本沒(méi)可能"吞掉"模擬流量,當(dāng)然無(wú)法收斂了.
7.修改網(wǎng)格,放在最后一招因?yàn)楹芏鄷r(shí)候修改網(wǎng)格很麻煩. 先試試上面的再考慮這個(gè).
樓上的本人現(xiàn)在也正做噴管這方面的模擬,你遇到的問(wèn)題和我現(xiàn)在的一樣,就我查到的資料如下,希望對(duì)你有幫助。
GAUGE PRESSURE 就是靜壓。
GAUGE toal PRESSURE 是總壓。
這里需要強(qiáng)調(diào)一下 Gauge為名義值,什么意思呢?如果,INITIAL Gauge PRESSURE =0,那么GAUGE PRESSURE 就是實(shí)際的靜壓Pinf。GAUGE toal PRESSURE 是實(shí)際的總壓Pt。如果INITIAL Gauge PRESSURE 不等于零
GAUGE PRESSURE = Pinf - INITIAL Gauge PRESSURE
GAUGE total PRESSURE = Pt - INITIAL Gauge PRESSURE
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