CFX13瞬態(tài)模擬.ppt

TransientSimulations瞬態(tài)模擬,講義13,穩(wěn)態(tài)模擬,穩(wěn)態(tài)模擬，即流場不隨時間變化有時即使網(wǎng)格質(zhì)量和時間步選擇得很好，穩(wěn)態(tài)模擬也不能得到收斂解如果穩(wěn)態(tài)模擬的殘差圖出現(xiàn)振蕩，一個好的測試方法是按一定的比例減小或增大時間步如果殘差圖隨著時間步表現(xiàn)為周期性的振蕩，那這很可能是因為數(shù)值效應如果殘差圖周期性相同,那很可能是瞬態(tài)效應,為什么瞬態(tài)模擬?,當事物隨時間變化，此時就需要瞬態(tài)模擬，例如:油箱加注-污染物擴散脈動邊界條件-旋渦脫落振動流-回流區(qū)浮力驅(qū)動流瞬態(tài)模擬需要為求解器輸入實際時間來決定求解的時間間隔,t=1seconds,t=2seconds,t=3seconds,t=4seconds,Instantintime,SteadyState,Transient,20,如何設定瞬態(tài)模擬?,Timesteps=2sInitialTime=0sTotalTime=20sorMaximumNumberofTimesteps=10CoefficientLoops=5TransientResultsTimeInterval=5s,2,4,6,8,10,12,14,16,18,Time(seconds),5coefficientLoops,瞬態(tài)問題通常通過求解很多離散時間點上的穩(wěn)態(tài)結(jié)果來實現(xiàn),如何設定瞬態(tài)問題,類似穩(wěn)態(tài)問題設定，此外:1.Simulation模擬類型面板(默認穩(wěn)態(tài))2.邊界條件(可選)3.初始化4.求解控制5.輸出控制,如何設定瞬態(tài)問題1.SimulationType,如何設定瞬態(tài)問題1.SimulationType,TimeDurationTotalTimeTimePerRunMaximumNumberofTimesteps需要執(zhí)行的時間步數(shù)。當重新啟動瞬態(tài)計算，記及先前迭代的時間步數(shù)NumberofTimestepsperRun和MaximumNumberofTimesteps類似，當重新啟動瞬態(tài)計算，不記及先前迭代的時間步數(shù),如何設定瞬態(tài)問題1.SimulationType,TimeStepsTimesteps例1:0.001s例2:0.001s,0.002s,0.002s,0.003s例3:5*0.001,10*0.05,20*0.06sTimestepsfortheRunAdaptive時間步發(fā)生變化以滿足指定的收斂標準,如何設定瞬態(tài)問題2.邊界條件,如果需要,使用時間函數(shù)表達式代替常量邊界條件速度,質(zhì)量流,壓力等可表示為函數(shù)入口的流體溫度、濃度等可表示為函數(shù)壁面的溫度、壁面的通量等可表示為函數(shù),如何設定瞬態(tài)問題3.初場,瞬態(tài)的計算以穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果為初場有很多的好處：如果瞬態(tài)計算以初始估算值作為初場，瞬態(tài)結(jié)果會花費一些時間后才能穩(wěn)定下來最初的瞬態(tài)輸出結(jié)果可能不精確最初的迭代需要較小的時間步以避免求解器開始的運行困難如果需要從初始估算值計算,自動估算永遠不可用用戶必須輸入初值AutomaticwithValue建議使用,2,4,6,8,10,12,14,16,Time(seconds),瞬態(tài)項離散格式：定義了瞬態(tài)項離散方法ANSYSCFX應用兩種隱式時間步方法FirstOrderBackwardEuler(1storderaccurate)SecondOrderBackwardEuler(2ndorderaccurate)一階迎風后插方法可類比于對流項迎風差分方法，具有同樣的數(shù)值擴散誤差。對初始計算非常有用，但不建議作為最終結(jié)果，除非是湍流方程二階迎風后插方法可類比于二階對流項格式，這是ANSYSCFX默認的方法，推薦用于絕大多數(shù)瞬態(tài)計算湍流方程的瞬態(tài)項保持為一階精度。瞬態(tài)體積分數(shù)方程采用有界的二階精度格式,類似為對流項高級精度格式（HighResolution）,如何設定瞬態(tài)問題4.求解控制,如何設定瞬態(tài)問題4.求解控制,用戶需要輸入最大系數(shù)循環(huán)：Max.Coeff.Loops對于合理的時間步，建議35對于選擇較好的系數(shù)循環(huán)數(shù)，在給定的時間步，外循環(huán)迭代能接近收斂如果特定時間瞬間，收斂不滿足指定的標準，此時應減小時間步，而不是增大系數(shù)循環(huán),如何設定瞬態(tài)問題5.輸出控制,瞬態(tài)結(jié)果用于瞬態(tài)后處理模擬(ie:動畫)選項StandardFileCompression:None,Default,BestSpeedLeastCompression,LowSpeedMostCompressionSelectedVariables結(jié)果含選定的變量但無網(wǎng)格(包含網(wǎng)格可選)Smallest寫入最小的.trn文件，還可用于重新計算的初始文件,如何設定瞬態(tài)問題5.輸出控制,瞬態(tài)統(tǒng)計用于生成求解變量的運行統(tǒng)計選項:Minimum-MaximumArithmeticAverage-RMSStandardDeviation-FullOutputVariablesListStart/Stop迭代列表允許求解統(tǒng)計的重啟動,求解器輸出,區(qū)別于穩(wěn)態(tài)輸出，每次迭代都包含系數(shù)循環(huán)輸出用戶可通過監(jiān)控RMS和MAX殘差獲得合理的收斂解如果上一系數(shù)循環(huán)步內(nèi)未能滿足收斂的判據(jù)，應考慮減少時間步,=TIMESTEP=52SIMULATIONTIME=5.00E-03CPUSECONDS=1.57E+03(THISRUN:25.00E-031.57E+03)-COEFFICIENTLOOPITERATION=1-|Equation|Rate|RMSRes|MaxRes|LinearSolution|+-+-+-+-+-+|U-Mom-manifold|1.08|1.4E-04|1.7E-03|9.5E-02OK|V-Mom-manifold|4.25|9.6E-04|1.8E-02|1.2E-02OK|W-Mom-manifold|0.88|1.0E-04|2.2E-03|6.6E-02OK|P-Mass-manifold|4.88|2.3E-04|9.7E-03|9.72.1E-02OK|-COEFFICIENTLOOPITERATION=2CPUSECONDS=1.86E+03-|Equation|Rate|RMSRes|MaxRes|LinearSolution|+-+-+-+-+-+|U-Mom-manifold|1.35|1.9E-04|3.0E-03|4.7E-02OK|V-Mom-manifold|0.29|2.8E-04|4.3E-03|3.1E-02OK|W-