fluent经验之谈(过来人的总结)

continuity 不收敛的问题 1 1 连续性方程 连续性方程不收敛是怎么回事 不收敛是怎么回事 在计算过程中其它指数都收敛了 就 continuity 不收敛不收敛是怎么回事 这和 fluent 程序的求解方法 SIMPLE 有关 SIMPLE 根据连续方程推导出压力修正方法 求解压力 由于连续方程中流场耦合项被过渡简化 使得压力修正方程不能准确反映流场 的变化 从而导致该方程收敛缓慢 你可以试验 SIMPLEC 方法 应该会收敛快些 在计算模拟中 continuitycontinuity 总不收敛不收敛 除了加密网格 还有别的办法吗 别的条件都 已经收敛了 就差它自己了 还有收敛的标准是什么 是不是到了一定的尺度就能收敛了 比如10 e5具体的数量级就收敛了 continuitycontinuity 是质量残差 具体是表示本次计算结 果与上次计算结果的差别 如果别的条件收敛了 就 差它 可以点 report 打开里面 FLUX 选项 算出进 口与出口的质量流量差 看它是否小于0 5 如果小 于 可以判断它收敛 2 fluent 残差曲线图中 continuity 是什么含义 是质量守恒方程的反映 也就是连续性的残差 这个收敛的快并不能说明你的计算就一定 正确 还要看动量方程的迭代计算 表示某次迭代与上一次迭代在所有 cells 积分的差值 continuty 表示连续性方程的残差 3 正在学习 Fluent 模拟圆管内的流动 速度入口 出口 outflow 运行后 xy 的速度很快 就到1e 06了 但是 continuity 老是降不下去 维持在1e 00和1e 03之间 减小松弛因子 好像也没什么变化大家有什么建议吗 你查看了流量是否平衡吗 在 report flux 里面操作 mass flow rate 把所有进出 口都选上 compute 一下 看看 nut flux 是什么水平 如果它的值小于总进口流量的1 并且其他检测量在继续迭代之后不会发生波动 也可以认为你的解是收敛的 造成连续方程高残差不收敛的原因主要有以下几点 1 网格质量 主要可能是相邻单元的尺寸大小相差较大 它们的尺寸之比最好控制在1 2以 内 不能超过1 4 2 离散格式及压力速度耦合方法 如果是结构网格 建议使用高阶格式 如2阶迎风格式等 如果是非结构网格 除 pressure 保持 standard 格式不变外 其他格式改用高阶格式 压 力速度耦合关系 如果使用 SIMPLE SIMPLEC PISO 等 segerated solver 对联系方程收敛 没有提高的话 可以尝试使用 coupled solver 另外 对于梯度的计算 不论使用结构或 非结构网格 都可以改用 node based 来提高计算精度 一些情况 1 监测流场某个变量来判断收敛更合理一些 2 网格质量 3 Velocity inlet boundary conditions are not appropriate for compressible flow problems 4 要加速 continuity 收敛该设置那些参数 感觉需要调整 courant number FLUENT 中 courant number 是在耦合求解的时候才出现的 正确的调整 可以更好地 加速收敛和解的增强稳定性 courant number 实际上是指时间步长和空间步长的相对关系 系统自动减小 courant 数 这种情况一般出现在存在尖锐外形的计算域 当局部的流速过大或者压差过大时出错 把局部的网格加密再试一下 在 fluent 中 用 courant number 来调节计算的稳定性与收敛性 一般来说 随着 courantnumber 的从小到大的变化 收敛速度逐渐加快 但是稳定性逐渐降低 所以具体 的问题 在计算的过程中 最好是把 ourant number 从小开始设置 看看迭代残差的收敛 情况 如果收敛速度较慢而且比较稳定的话 可以适当的增加 courant number 的大小 根据自己具体的问题 找出一个比较合适的 courant number 让收敛速度能够足够的快 而且能够保持它的稳定性 个人认为这应该和你采用的算法有关 SIMPLE 算法是根据连续方程推导出压力修正方法求解压力 由于连续方程中流场耦合项被过渡简化 使得压力修正方程不能准确反映流场的变化 从 而导致该方程收敛缓慢 试着用 SIMPLEC 算法看看 FLUENT 求解器设置求解器设置 FLUENT 求解器设置主要包括 1 压力 速度耦合方程格式选择2 对流插值 3 梯度插 值 4 压力插值 下面对这几种设置做详细说明 一 压力 速度耦合方程求解算法 FLUENT 中主要有四种算法 SIMPLE SIMPLEC PISO FSM 1 SIMPLE semi implicit method for pressure linked equations 半隐式连接压力方程方法 是 FLUENT 的默认格式 2 SIMPLEC SIMPLE consistent 对于简单的问题收敛非常快速 不对压力进行修正 所以压力松弛因子可以设置为1 3 Pressure Implicit with Splitting of Operators PISO 对非定常流动问题或者包含比平 均网格倾斜度更高的网格适用 4 Fractional Step Method FSM 对非定常流的分步方法 用于 NITA 格式 与 PISO 具有 相同的特性 二 对流插值 动量方程 FLUENT 有五种方法 一阶迎风格式 幂率格式 二阶迎风格式 MUSL 三阶格式 QUICK 格式 1 FLUENT 默认采用一阶格式 容易收敛 但精度较差 主要用于初值计算 2 Power Lar 幂率格式 当雷诺数低于5时 计算精度比一阶格式要高 3 二阶迎风格式 二阶迎风格式相对于一阶格式来说 使用更小的截断误差 适用于 三角形 四面体网格或流动与网格不在同一直线上 二阶格式收敛可能比较慢 4 MUSL monotone upstream centered schemes for conservation laws 当地3阶离散 格式 主要用于非结构网格 在预测二次流 漩涡 力等时更精确 5 QUICK Quadratic upwind interpolation 格式 此格式用于四边形 六面体时具有三 阶精度 用于杂交网格或三角形 四面体时只具有二阶精度 三 梯度插值梯度插值主要是针对扩散项 FLUENT 有三种梯度插值方案 green gauss cell based Green gauss node based least quares cell based 1 格林 高斯基于单元体 求解方法可能会出现伪扩散 2 格林 高斯基于节点 求解更精确 最小化伪扩散 推荐用于三角形网格上 3 基于单元体的最小二乘法插值 推荐用于多面体网格 与基于节点的格林 高斯格式 具有相同的精度和格式 四 压力插值压力基分离求解器主要有五种压力插值算法 1 标准格式 Standard 为 FLUENT 缺省格式 对大表妹边界层附近的曲线发现压力 梯度流动求解精度会降低 但不能用于流动中压力急剧变化的地方 此时应该使用 PRESTO 格式代替 2 PRESTO 主要用于高旋流 压力急剧变化流 如多孔介质 风扇模型等 或剧