Fluent求解參數(shù)設(shè)置知識(shí)分享

1、F luent 求 解 參數(shù)設(shè) 置求解參數(shù)設(shè)置(Solution Methods/Solution Controls)在設(shè)置完計(jì)算模型和邊界條件后，即可開(kāi)始求解計(jì)算了，因?yàn)槌?huì)出現(xiàn)求解不 收斂或者收斂速度很慢的情況，所以就要根據(jù)具體的模型制定具體的求解策 略，主要通過(guò)修改求解參數(shù)來(lái)完成。在求解參數(shù)中主要設(shè)置求解的控制方程、 選擇壓力速度耦合方法、松弛因子、離散格式等。在VOF模型中，PISO比較適合于不復(fù)雜的流體，SIMPLE和SIMPLEC適合 于可壓縮的流體或者處于封閉域中的流體口 口 1 Fsimplep*5IMFLECPEOCoupled| La 口 口 1 Fsimplep*5IMF

2、LECPEOCoupled| La eeTL-EMI DdSci-PressureStandardyMome ntjrrFrot Order UpwindTu bulent Hnetic EneigyErst Order UpwindTTi.rbulent Dissipation Rate| Frst Order UpwindTrarsierit Fojnuldiion1FEuent: Solve t Solver- Method sSolution MethodsPressurE-VElodty CouplngSchemelhor-iteraove 丘前需辰而it 口 i-Tozer rux

3、 rormuiaoonj sIT在求解參數(shù)設(shè)置中，可以選擇所需要 求解的控制方程。可選擇的方程包括 Flow（流動(dòng)方程）、Turbulence（湍流方 程）、Energy（能量方程）、Volume Fraction（體積分?jǐn)?shù)方程）等。在求解過(guò)程 中，有時(shí)為了得到收斂的解，先關(guān)閉一 些方程，等一些簡(jiǎn)單的方程收斂后，再 開(kāi)啟復(fù)雜的方程一起計(jì)算。選擇壓力速度耦合方法：在基于壓力求解器中，F(xiàn)LUENT提供了壓力速度耦合的4種方法，即 SIMPLE、SIMPLEC（SIMPLE . Consistent）、PISO 以及 Coupled。定常狀態(tài)計(jì)算 般使用SIMPLE或者SIMPLEC方法，對(duì)于過(guò)渡計(jì)

4、算推薦使用PISO方法。 PISO方法還可以用于高度傾斜網(wǎng)格的定常狀態(tài)計(jì)算和過(guò)渡計(jì)算。需要注意的是壓力速度耦合只用于分離求解器，在耦合求解器中不可以使用在FLUENT中，可以使用標(biāo)準(zhǔn)SIMPLE算法和SIMPLEC算法，默認(rèn)是 SIMPLE算法，但對(duì)于許多問(wèn)題如果使用SIMPLEC可能會(huì)得到更好的結(jié)果，尤 其是可以應(yīng)用增加的亞松弛迭代時(shí)。對(duì)于相對(duì)簡(jiǎn)單的問(wèn)題（如沒(méi)有附加模型激活的層流流動(dòng)），其收斂性可以被壓力 速度耦合所限制，用戶通?？梢允褂肧IMPLEC算法很快得到收斂解。在 SIMPLEC算法中，壓力校正亞松弛因子通常設(shè)為1.0,它有助于收斂，但是， 在有些問(wèn)題中，將壓力校正松弛因子增加到1

5、.0可能會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)不穩(wěn)定，對(duì)于 這種情況，則需要使用更為保守的亞松弛或者使用SIMPLE算法。對(duì)于包含湍 流或附加物理模型的復(fù)雜流動(dòng)，只要用壓力速度耦合做限制，SIMPLEC就會(huì)提 高收斂性，它通常是一種限制收斂性的附加模擬參數(shù)，在這種情況下，SIMPLE 和SIMPLEC會(huì)給出相似的收斂速度。對(duì)于所有的過(guò)渡流動(dòng)計(jì)算，推薦使用PISO算法鄰近校正。它允許用戶使用 大的時(shí)間步，而且對(duì)于動(dòng)量和壓力都可以使用亞松弛因子1.0。對(duì)于定常狀態(tài)問(wèn) 題，具有鄰近校正的PISO并不會(huì)比具有較好的亞松弛因子的SIMPLE或 SIMPLEC好。對(duì)于具有較大扭曲網(wǎng)格上的定常狀態(tài)和過(guò)渡計(jì)算推薦使用PISO 傾斜校正。

6、當(dāng)使用PISO鄰近校正時(shí)，對(duì)所有方程都推薦使用亞松弛因子為1.0或者接近1.0。如果只對(duì)高度扭曲的網(wǎng)格使用PISO傾斜校正，則要設(shè)定動(dòng)量和壓力的亞 松弛因子之和為1.0（例如，壓力亞松弛因子0.3，動(dòng)量亞松弛因子0.7）o松弛因子：Fluent: SotveSolver-Cont rolsSolution Controls：Undei -Relaxaticin FdctoisEw世Fluent: SotveSolver-Cont rolsSolution Controls：Undei -Relaxaticin FdctoisEw世4 1 54松弛因子可控制收斂的速度和改善收斂 的狀況：為1相當(dāng)

7、于不用松弛因子大于1為超松弛因子人，加快收斂速 度小于1欠松弛因子，改善收斂的條件 般來(lái)講，大家都是在收斂不好的時(shí)候，采用一個(gè)較小的欠松弛因子。Fluent里面用的是欠松弛，主要防止兩次 迭代值相差太大引起發(fā)散。松弛因子的值在01之間，越小表示 兩次迭代值之間變化越小，也就越穩(wěn)定，但收斂也就越慢。Frst OrderFrs Order Upwind Sewnd Order 比刖d Pow&r LaJvQUICK|Thlrrf-OrdwMUCL使用默認(rèn)的亞松弛因子開(kāi)始計(jì)算是很好的習(xí)慣，對(duì)于大多數(shù)流動(dòng)，不需要修改 默認(rèn)亞松弛因子，如果經(jīng)過(guò)45步的迭代，殘差仍然增長(zhǎng)，就需要減小亞松弛 因子。壓力、動(dòng)

8、量、k和的亞松弛因子默認(rèn)值分別為0.3、0.7、0.8和0.8。對(duì) 于SIMPLEC格式一般不需要減小壓力的亞松弛因子。在密度和溫度強(qiáng)烈耦合 的問(wèn)題中（如相當(dāng)咼的Rayleigh曲數(shù)的自然或混合對(duì)流流動(dòng)），應(yīng)該對(duì)溫度或密 度（所用的亞松弛因子小于1.0 ）的亞松弛因子進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)溫度和動(dòng)量方程沒(méi)有 耦合或者耦合較弱時(shí)，流動(dòng)密度是常數(shù)，溫度的亞松弛因子可以設(shè)1.0o對(duì)于其 他的標(biāo)量方程，如漩渦、組分、PDF變量，對(duì)于某些問(wèn)題默認(rèn)的亞松弛因子可 能過(guò)大，尤其是對(duì)于初始計(jì)算，可以將松弛因子設(shè)為0.8以使收斂更容易。離散格式：當(dāng)流動(dòng)與網(wǎng)格對(duì)齊時(shí)，如使用四邊形/六面體網(wǎng)格模擬層流流動(dòng)，使用一階 精度離散格式是可以接受的。但當(dāng)流動(dòng)斜穿網(wǎng)格線時(shí)，一階精度格式將產(chǎn)生明 顯的離散誤差（數(shù)值擴(kuò)散）。因此，對(duì)于2D三角形及3D四面體網(wǎng)格，注意要使 用二階精度格式，對(duì)復(fù)雜流動(dòng)更是如此。一般來(lái)講，在一階精度格式下容易收 斂，但精度較差，有時(shí)，為了加快計(jì)算速度，可先在一階精度格式下計(jì)算，然 后再轉(zhuǎn)到二階精度格式下計(jì)算。如果使用二階精度格式遇到難于收斂的情況， 則考慮改換一階精度格式來(lái)計(jì)算。對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)及有旋流的計(jì)算，在使用