不需要转换默许迭代值

发布日期:2024-07-03 15:51    点击次数:103

不需要转换默许迭代值

产品介绍

本文形容在Fluent中选拔使用压力基求解器的一些参数建筑。

注:本文译自Fluent User Guide 32.3,存放备查阅。

”1 选拔压力-速率耦合智商

当使用压力基求解器时,压力-速率耦合智商适度压力和速率的更新表情。该智商不错是折柳(压力和速率按划定更新)或耦合(压力和速率同期更新)。

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Fluent 提供以下折柳类型的算法:

SIMPLESIMPLECPISOFractional Step(FSM)(仅具有非迭代技巧激动 (NITA) 的技巧联系流动)

一般来说,折柳算法单次迭代速率更快,而耦划算法不时需要更少的迭代来料理。因此,常淡薄将耦合求解器用于稳态模拟。关于瞬态仿真,耦合求解器具有最好的谨慎性,尤其是在大技巧步万古,但 SIMPLEC、PISO 或 NITA 等分破裂发可能会为小技巧步长提供更快的举座求解技巧。

耦合求解器提供以下机制来对方程进行欠松懈处治:

伪瞬态Pseudo Transient(仅用于稳态)Courant number

在以下条目时,默许选拔耦合伪瞬态算法:

稳态单相无电板或燃料电板模子无凝固融化模子

注:压力速率耦划算法仅用于压力基求解器

”1.1 SIMPLE vs. SIMPLEC

在 Ansys Fluent 中,法式 SIMPLE 算法和 SIMPLEC(SIMPLE-Consistent)算法王人可用。SIMPLE 是默许建筑,但使用 SIMPLEC 会带来很多公正,卓绝是因为不错诓骗突出的欠松懈,如下所述。

关于料理受压力-速率耦相宜度的相对浅近的问题(莫得启用附加模子的层流),不时不错使用SIMPLEC更快地获取料领路。关于SIMPLEC,压力修订亚松懈因子不时建筑为1.0,这有助于加速料理速率。联系词,在某些问题中,将压力修正亚松懈增多到1.0可能会由于网格歪斜度高而导致缱绻不沉着。关于这种情况,需要使用一个或多个偏度修订有规画,使用稍稍保守的欠松懈值(高达0.7),或使用SIMPLE算法。关于包含湍流和/或附加物理模子的复杂流动,SIMPLEC惟有在受到压力-速率耦合的适度时武艺进步料感性。不时,它是适度料理的附加模子参数之一;在这种情况下,SIMPLE和SIMPLEC将给出相似的料理速率。

1.2 PISO

激烈淡薄在整个瞬态流缱绻中使器具有邻域修订的 PISO 算法,尤其是在念念要使用较大的技巧步万古。(关于使用 LES 湍流模子的问题,不时需要较小的技巧步长,使用 PISO 可能会导致缱绻支拨增多,因此应试虑使用 SIMPLE 或 SIMPLEC)。PISO 不错用更大的技巧步长保抓沉着的缱绻,动量和压力的欠松懈因子为 1.0。关于稳态问题,与SIMPLE或具有最好欠松懈因子的SIMPLEC 算法比拟,具有邻域修订的 PISO 算法莫得提供任何显然的上风。

关于高畸变网格的稳态和瞬态缱绻,淡薄使用带歪斜度修订的PISO算法。

使用PISO周边修订时,淡薄整个方程的松懈因子为1.0或接近1.0。若是仅对高度诬陷的网格使用PISO“歪斜”修订(无相邻修订),请为“动量”和“压力”建筑“欠松懈因子”,使其总数为1(举例,压力方程建筑为0.3,动量方程建筑为0.7)。

关于大大宗问题,毋庸禁用相邻和歪斜修订之间的默许耦合。然则,关于高度诬陷的网格,淡薄禁用相邻和歪斜修订之间的默许耦合。

1.3 Fractional Step智商

当选拔使用 NITA 智商(Non-Iterative Time Advancement)时, 首页-盛 卓宏壁纸有限公司不错使用 Fractional Step method (FSM) 。NITA 智商与 PISO 算法比拟, 辽宁设公麻类有限公司FSM 的缱绻老本略低。选拔 FSM 也曾 PISO 取决于现实问题。关于某些问题(举例,广州市酷迪五金制品有限公司使用 VOF 的模拟),FSM 可能不如 PISO 沉着。

在大大宗情况下,求解智商的默许值足以建筑由于歪斜引起的里面压力修订子迭代的鲁棒料感性。惟有十分复杂的问题(如移动变形网格、滑动界面、VOF模子等)可能需要将压力的松懈减少到0.7或0.8。

1.4 Coupled算法

从Pressure-Velocity Coupling下拉列表中选拔Coupled默示正在使用压力基耦划算法。与压力基折柳算法比拟,该求解器具有一些上风。压力基耦划算法为稳态流动获取了更谨慎和有用的单相结束。此算法不适用于使用非迭代技巧激动选项 (NITA) 的问题。

防护:在某些使用多孔阶跃鸿沟条目的情况下,耦划算法可能会际遇不反馈耦合求解器建筑变化的料理问题。这种行动取决于特定的流动散布和多孔逾越鸿沟条目值。若是在使用多孔逾越鸿沟条目和耦合有规画的情况下不雅察到料理不沉着,淡薄将压力-速率耦合转换为折柳算法之一。

”1.5 用户输入

不错在Solution Methods任务面板中建筑压力-速率耦划算法。

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在Pressure-Velocity Coupling下拉列表中选拔 SIMPLE、SIMPLEC、PISO、Fractional Step或Coupled。

若是选拔 PISO,任务页面将张开以袒露压力-速率耦合的附加参数。默许情况下,Skewness Correction 和 Neighbor Correction 的迭代次数建筑为 1。若是只念念使用 Skewness Correction,则将 Neighbor Correction 的迭代次数建筑为 0。雷同,若是只念念使用 Neighbor Correction,则不错将Skewness Correction的迭代次数建筑为 0。关于大大宗问题,不需要转换默许迭代值。默许情况下,Skewness-Neighbor Coupling 选项被启用以允许使用 PISO 算法的更经济但不太谨慎的变体。

若是在 Pressure-Velocity Coupling 下选拔 SIMPLEC,则还必须建筑 Skewness Correction,其默许值为 0。

若是选拔Coupled而不使用Pseudo Transient选项,则必须在Solution Controls任务页中指定Courant数,其默许建筑为200。另外还将指定Momentum和Pressure的Explicit Relaxation Factors,默许情况下建筑为0.5。

关于具有十分歪斜网格的问题,业务合作不错通过进一步将显式松懈因子减少到0.25来沉着运行。若是Fluent在AMG解算器中立即发散,那么CFL值太高,应该减小。不淡薄将CFL数减少到10以下,此时关于压力-速率耦合,最好使用折柳算法。

在大大宗瞬态情况下,CFL数应建筑为较大的值,如1E7,显式松懈因子应建筑为1.0。

若是选拔了Coupled算法并启用 Pseudo Transient 选项,将在 Solution Controls 任务页面中建筑 Pseudo Transient Explicit Relaxation Factors。

2 质地通量类型

质地通量的缱绻智商不错在Solution Methods面板中的Flux Type 下拉框中选拔。

使用压力基求解器时,不错从以下选项中进行选拔:

Rhie-Chow: distance based

此通量选项诓骗距离加权高阶速率插值,并针对压力梯度差进行 Rhie-Chow 修订。这是默许选项,淡薄用于大大宗情况(卓绝是那些具有裂缝波动非物理反射的情况)。

Rhie-Chow: momentum based

该通量选项辞退动量所有这个词加权高阶速率插值,并对压力梯度差进行Rhie-Chow修订。

不错启用 Flux Type 列表傍边的 Auto Select 选项,以便 Fluent 把柄问题建筑自动选拔类型:可压缩流体选拔Rhie-Chow: distance based,不成压缩流动选拔Rhie-Chow: momentum based。

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防护:关于湿蒸汽模子除外的多相流模子,Flux Type列表不成用,而使用Rhie-Chow: momentum based。

”3 建筑亚松懈因子

压力基求解器使用方程的欠松懈来适度每次迭代时缱绻变量的更新。这意味着使用压力基求解器求解的整个方程,包括由密度基求解器求解的非耦合方程(湍流方程和其他标量方程),王人将具有与之联系的欠松懈因子。

在Fluent中,整个变量的默许亚松懈因子王人建筑为接近最好的值,以喜悦最大可能的情况。这些值适用于很多问题,但关于一些荒谬的非线性问题(如一些湍流或高瑞利数当然对流问题),严慎的作念法是减小启动亚松懈因子。

使用默许的欠松懈因子脱手缱绻是一种很好的作念法。若是残差在前 4 或 5 次迭代后抓续增多,则应试虑减少亚松懈因子。

只怕,用户可能会转换欠松懈因子并接续缱绻,成果却发现残差脱手增多。这不时是由于过度增多欠松懈因子变成的。一种严慎的智商是在对欠松懈因子进行转换之前保存data文献,并为求解算法进行几次迭代以妥当新的参数。不时欠松懈因子的增多会导致残差略有增多,但跟着求解的进行,这些增多不时会隐没。若是残差逾越了几个数目级,此时应该筹商罢手缱绻并复返到保存的终末一个data文献。

防护,粘度和密度在一次迭代到另一次迭代的历程中是欠松懈的。此外,若是平直求解焓方程而不是温度方程(关于非预混吊销缱绻),则基于焓的温度更新将不受适度。要查察默许的亚松懈因子,不错单击Solution Controls任务页中的Default按钮。

关于大大宗流动问题,默许的亚松懈因子不时不需要修改。但若是不雅察到缱绻不沉着或发散行动,则需要将压力、动量、湍动能和湍流耗散率的欠松懈因子从其默许值减少到约0.2、0.5、0.5和0.5,(关于SIMPLEC算法,不时毋庸裁减压力松懈)。在密度与温度强耦合的问题中,如在十分高的瑞利数当然对流或混杂对流中,聪慧的作念法是也对温度方程和/或密度进行松懈(即使用小于1.0的松懈因子)。相背,当温度与动量方程不耦合(或弱耦合)时,如在密度恒定的流动中,温度的欠松懈因子不错建筑为1.0。

关于其他标量方程(如旋转、组分、混杂分数和混杂分数方差等),默许的松懈因子关于某些问题来说可能过于激进,卓绝是在缱绻脱手时。此时可能但愿将因子减少到0.8以便于料理。

不错在Solution Controls面板中建筑亚松懈因子,如下图所示。

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紧迫指示:若是使用压力基求解器,则整个方程王人将有一个联系的欠松懈因子。若是使用的是密度基求解器,则惟有那些按划定求解的方程才会具有欠松懈因子。

若是问题中波及到组分输运,则不错为每个列出的组分建筑欠松懈因子。若是但愿整个组分使用调换的亚松懈因子,只需激活选项Set All Species URFs Together。防护激活此选项后,将不再袒露单个组分的列表,而是出现一个Species输入框,用户不错在其中指定整个组分的欠松懈因子。

若是修改了亚松懈因子,而念念要归附到默许的亚松懈因子,不错单击Solution Controls任务页中的Default按钮。

防护在最好建筑下,压力-速率耦划算法的料感性将受到其他标量方程(举例湍流)折柳解的适度。为获取最好求解器性能,需要增大这些方程的亚松懈因子。

(未完待续)

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