网格无关性验证和步长独立性验证_第1页
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文档简介

1、3.网格无关性验证和步长独立性验证对于瞬态数值模拟，需要确定计算所用网格的网格数量以及时间步长与计算获得的结果 之间无关联性，也就是要进行网格无关性验证和时间独立性(无关性)验证。本次模拟中我们比较关注的是*现象，而*现象与流体的温度密切相关，因此我们取水平段的一个截面的温度分布来进行网格无关性验证。对于瞬态问题，需要确定一个时间点。根据计算结果， 当时间进行到 25s 时，冷水已流至水平段轴向长度约三分之二处，因此我们取 25s 时的温度分布做网格无关性和步长独立性验证。在水平段x=1200mm 处取一平行于 yoz 面的截面，在此截面中取三个点，它们距离管子内底部分别为23.75mm，61

2、.15mm，85.3mm ,三个点的坐标分别为(1200,1212.6,0)，(1200,1250,0)，(1200,1274.15,0)，然后比较其具体的温度值, 具体位置如下图所示：图 3.网格无关性验证截面及测点位置3.1 网格无关性验证对表 1 四种网格数量下 25s 的计算结果以网格数为自变量，温度值为变量，将1、2、3点的温度值在不同的网格数下连线，如图4 所示：表 1.四种计算网格数情况网格数、1234总数47770189056918999552906739管壁1525271926648088231234030水3251746979051091132167270917 AMW.7

3、A0MM39 256g 717 B3T 19.4H55000280200160 -120 -80 -0501001502002503004Grid number. (*10 )图 4.网格无关性验证结果图从图中可以看出，当网格数从50 万变至 300 万时，随着网格数的增加，三点的温度值变化很小，说明表 1 所设置的 4 中网格数量对计算结果的影响很小，可认为48 万的网格已达到网格无关，因此取50 万的网格作为计算网格。3.2 步长独立性验证文献中计算工况为三种，时间步长也分别取了0.05s-0.1s、0.06s-0.12s 以及 0.08s 三个时间步长。下面对时间步长分别为0.025s、

4、0.05s、0.1s、0.2s 进行步长独立性验证。对以上四个时间步长的计算结果以步长为自变量，温度值为变量，将 1、2、3 点的温度值随步长的变化连线，如图 5 所示：Poi nt 1Poi nt 2Point 3250 -100 -50 f|*|1|1|1|1|1|0.2250.2000.1750.1500.1250.1000.0750.0500.0250.000Step Time (sec)图 5.步长独立性验证结果图从图中可以看出， 点 2 和点 3 在不同的时间步长下结果基本不变， 而点 1 随着步长的减 小，240Poi nt 1Poi nt 2丄Point 3300 -1200 -150温度值变化越来越小，在时间步长为 0.05s 时可近似认为温度达到稳定

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