FLUENT连续性收敛问题
fluent过来人经验谈之continuity不收敛的问题
continuity不收敛的问题(1)连续性方程不收敛是怎么回事?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,continuity总不收敛,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continuity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。
FLUENT常见问题
湍流与黏性有什么关系?湍流和粘性都是客观存在的流动性质。
湍流的形成需要一定的条件,粘性是一切流动都具有的。
流体流动方程本身就是具非线性的。
NS方程中的粘性项就是非线性项,当然无粘的欧拉方程也是非线性的。
粘性是分子无规则运动引起的,湍流相对于层流的特性是由涡体混掺运动引起的。
湍流粘性是基于湍流体的parcel湍流混掺是类比于层流体中的分子无规则运动,只是分子无规则运动遥远弱些吧了。
不过,这只是类比于,要注意他们可是具有不同的属性。
粘性是耗散的根源,实际流体总是有耗散的。
而粘性是制约湍流的。
LANDAU说,粘性的存在制约了湍流的自由度。
湍流粘性系数和层流的是不一样的,层流的粘性系数基本可认为是常数,可湍流中层流底层中粘性系数很小,远小于层流时的粘性系数;而在过渡区,与之相当,在一个数量级;在充分发展的湍流区,又远大于层流时的粘性系数.这是鮑辛内斯克1987年提出的。
1 FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算(compute from),选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?该怎样根据具体问题选择从哪里计算呢?比如有两个速度入口A和B,还有压力出口等等,是选速度入口还是压力出口?如果选速度入口,有两个,该选哪个呀?有没有什么原则标准之类的东西?一般是选取ALL ZONE,即所有区域的平均处理,通常也可选择有代表性的进口(如多个进口时)进行初始化。
对于一般流动问题,初始值的设定并不重要,因为计算容易收敛。
但当几何条件复杂,而且流动速度高变化快(如音速流动),初始条件要仔细选择。
如果不收敛,还应试验不同的初始条件,甚至逐次改变边界条件最后达到所要求的条件。
2 要判断自己模拟的结果是否是正确的,似乎解的收敛性要比那些初始条件和边界条件更重要,可以这样理解吗?也就是说,对于一个具体的问题,初始条件和边界条件的设定并不是唯一的,为了使解收敛,需要不断调整初始条件和边界条件直到解收敛为止,是吗?如果解收敛了,是不是就可以基本确定模拟的结果是正确的呢?对于一个具体的问题,边界条件的设定当然是唯一的,只不过初始化时可以选择不同的初始条件(指定常流),为了使解的收敛比较好,我一般是逐渐的调节边界条件到额定值("额定值"是指你题目中要求的入口或出口条件,例如计算一个管内流动,要求入口压力和温度为10MPa和3000K,那么我开始叠代时选择入口压力和温度为1MPa和500K(假设,这看你自己问题了),等流场计算的初具规模、收敛的较好了,再逐渐调高压力和温度,经过好几次调节后最终到达额定值10MPa和3000K,这样比一开始就设为10MPa 和3000K收敛的要好些)这样每次叠代可以比较容易收敛,每次调节后不用再初始化即自动调用上次的解为这次的初始解,然后继续叠代。
FLUENT入门
FLUENT入门Fluent必知的一些基本概念!1、连续性方程不收敛是怎么回事?在计算过程中其它指数都收敛了,就continuity不收敛是怎么回事?答: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。
2、湍流与黏性有什么关系?答:湍流和粘性都是客观存在的流动性质。
湍流的形成需要一定的条件,粘性是一切流动都具有的。
流体流动方程本身就是具非线性的。
NS方程中的粘性项就是非线性项,当然无粘的欧拉方程也是非线性的。
粘性是分子无规则运动引起的,湍流相对于层流的特性是由涡体混掺运动引起的。
粘性是耗散的根源,实际流体总是有耗散的。
而粘性是制约湍流的。
湍流粘性系数和层流的是不一样的,层流的粘性系数基本可认为是常数,可湍流中层流底层中粘性系数很小,远小于层流时的粘性系数;而在过渡区,与之相当,在一个数量级;在充分发展的湍流区,又远大于层流时的粘性系数.这是鲍辛内斯克1987年提出的。
3、FLUENT的初始化面板中有一项是设置从哪个地方开始计算(compute from),选择从不同的边界开始计算有很大的区别吗?该怎样根据具体问题选择从哪里计算呢?比如有两个速度入口A 和B,还有压力出口等等,是选速度入口还是压力出口?如果选速度入口,有两个,该选哪个呀?有没有什么原则标准之类的东西?答:一般是选取ALL ZONE,即所有区域的平均处理,通常也可选择有代表性的进口(如多个进口时)进行初始化。
对于一般流动问题,初始值的设定并不重要,因为计算容易收敛。
但当几何条件复杂,而且流动速度高变化快(如音速流动),初始条件要仔细选择。
如果不收敛,还应试验不同的初始条件,甚至逐次改变边界条件最后达到所要求的条件。
4、要判断自己模拟的结果是否是正确的,似乎解的收敛性要比那些初始条件和边界条件更重要,可以这样理解吗?也就是说,对于一个具体的问题,初始条件和边界条件的设定并不是唯一的,为了使解收敛,需要不断调整初始条件和边界条件直到解收敛为止,是吗?如果解收敛了,是不是就可以基本确定模拟的结果是正确的呢?答:对于一个具体的问题,边界条件的设定当然是唯一的,只不过初始化时可以选择不同的初始条件(指定常流),为了使解的收敛比较好,我一般是逐渐的调节边界条件到额定值("额定值"是指你题目中要求的入口或出口条件,例如计算一个管内流动,要求入口压力和温度为10MPa和3000K,那么我开始叠代时选择入口压力和温度为1MPa和500K(假设,这看你自己问题了),等流场计算的初具规模、收敛的较好了,再逐渐调高压力和温度,经过好几次调节后最终到达额定值10MPa和3000K,这样比一开始就设为10MPa和3000K收敛的要好些)这样每次叠代可以比较容易收敛,每次调节后不用再初始化即自动调用上次的解为这次的初始解,然后继续叠代。
fluent收敛性验证
Fluent收敛性验证
fluent除了使残差曲线达到设定值以下自动停止计算并收敛之外,还有一种判定收敛的方式,当计算遇到以下情况时,该判定方式可以优先考虑并进行验证:
情况一:残差曲线中,除能量项以外,或除能量项和连续性方程项以外的其它指标均已降至默认设定值;
情况二:各项残差曲线在经过长时间迭代计算后,曲线呈现出在水平线间上下小幅振荡,计算结果未发散,亦未自动收敛(停止迭代计算)。
遇到此情况时,可在fluent计算开始时,对入口和出口设置质量流量监控,若入口的质量流量曲线和出口的质量流量曲线已基本成为水平直线,且通过fluent控制台得到的入口质量流量和出口质量流量之差小于0.5%,则亦可判断其收敛。
如下图所示:
经过计算:
0.149930.14963100%0.2%0.14993
-⨯= 即入口与出口的质量流量差为0.2%,故可以判断其收敛。
fluent中常见问题
1 对于刚接触到FLUENT新手来说,面对铺天盖地的学习资料和令人难读的FLUENT help,如何学习才能在最短的时间内入门并掌握基本学习方法呢?学习任何一个软件,对于每一个人来说,都存在入门的时期。
认真勤学是必须的,什么是最好的学习方法,我也不能妄加定论,在此,我愿意将我三年前入门FLUENT心得介绍一下,希望能给学习FLUENT的新手一点帮助。
由于当时我需要学习FLUENT来做毕业设计,老师给了我一本书,韩占忠的《FLUENT 流体工程仿真计算实例与应用》,当然,学这本书之前必须要有两个条件,第一,具有流体力学的基础,第二,有FLUENT安装软件可以应用。
然后就照着书上二维的计算例子,一个例子,一个步骤地去学习,然后学习三维,再针对具体你所遇到的项目进行针对性的计算。
不能急于求成,从前处理器GAMBIT,到通过FLUENT进行仿真,再到后处理,如TECPLOT,进行循序渐进的学习,坚持,效果是非常显著的。
如果身边有懂得FLUENT 的老师,那么遇到问题向老师请教是最有效的方法,碰到不懂的问题也可以上网或者查找相关书籍来得到答案。
另外我还有本《计算流体动力学分析》王福军的,两者结合起来学习效果更好。
2 CFD计算中涉及到的流体及流动的基本概念和术语:理想流体和粘性流体;牛顿流体和非牛顿流体;可压缩流体和不可压缩流体;层流和湍流;定常流动和非定常流动;亚音速与超音速流动;热传导和扩散等。
/dvbbs/viewFile.asp?BoardID=61&ID=1411A.理想流体(Ideal Fluid)和粘性流体(Viscous Fluid):流体在静止时虽不能承受切应力,但在运动时,对相邻的两层流体间的相对运动,即相对滑动速度却是有抵抗的,这种抵抗力称为粘性应力。
流体所具备的这种抵抗两层流体相对滑动速度,或普遍说来抵抗变形的性质称为粘性。
粘性的大小依赖于流体的性质,并显著地随温度变化。
实验表明,粘性应力的大小与粘性及相对速度成正比。
fluent 收敛判断问题
FLUENT 收敛判断问题及解决方法1 Under-Relaxation Factors(亚松弛因子)所谓亚松弛,就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减,以避免由于差值过大而引起非线性迭代过程的发散。
用通用变量来写出时,为亚松弛因子(Relaxation Factors)。
FLUENT中的亚松弛:由于FLUENT所解方程组的非线性,我们有必要控制变化。
一般用亚松弛方法来实现控制,该方法在每一部迭代中减少了变化量。
亚松弛最简单的形式为:单元内变量等于原来的值加上亚松弛因子a与变化的积。
分离解算器使用亚松弛来控制每一步迭代中的计算变量的更新。
这就意味着使用分离解算器解的方程,包括耦合解算器所解的非耦合方程(湍流和其他标量)都会有一个相关的亚松弛因子。
在FLUENT中,所有变量的默认亚松弛因子都是对大多数问题的最优值。
这个值适合于很多问题,但是对于一些特殊的非线性问题(如某些湍流或者高Raleigh数自然对流问题),在计算开始时要慎重减小亚松弛因子。
使用默认的亚松弛因子开始计算是很好的习惯,如果经过4到5步的迭代残差仍然增长,你就需要减小亚松弛因子。
有时候,如果发现残差开始增加,你可以改变亚松弛因子重新计算。
在亚松弛因子过大时通常会出现这种情况。
最为安全的方法就是在对亚松弛因子做任何修改之前先保存数据文件,并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。
最典型的情况是,亚松弛因子的增加会使残差有少量的增加,但是随着解的进行残差的增加又消失了。
如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。
注意:粘性和密度的亚松弛是在每一次迭代之间的。
而且,如果直接解焓方程而不是温度方程(即对PDF计算),基于焓的温度的更新是要进行亚松驰的。
要查看默认的亚松弛因子的值,你可以在解控制面板点击默认按钮。
对于大多数流动,不需要修改默认亚松弛因子。
但是,如果出现不稳定或者发散你就需要减小默认的亚松弛因子了,其中压力、动量、k和e的亚松弛因子默认值分别为0.2,0.5,0.5和0.5。
fluent过来人经验谈之continuity不收敛的问题精品
continuity不收敛的问题(1)连续性方程不收敛是怎么回事?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,continuity总不收敛,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continuity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。
fluent过来人经验谈之continuity不收敛的问题
continuity不收敛的问题(1)连续性方程不收敛是怎么回事?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,continuity总不收敛,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continuity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。
fluent 收敛判断问题
FLUENT 收敛判断问题及解决方法1 Under-Relaxation Factors(亚松弛因子)所谓亚松弛,就是将本层次计算结果与上一层次结果的差值作适当缩减,以避免由于差值过大而引起非线性迭代过程的发散。
用通用变量来写出时,为亚松弛因子(Relaxation Factors)。
FLUENT中的亚松弛:由于FLUENT所解方程组的非线性,我们有必要控制变化。
一般用亚松弛方法来实现控制,该方法在每一部迭代中减少了变化量。
亚松弛最简单的形式为:单元内变量等于原来的值加上亚松弛因子a与变化的积。
分离解算器使用亚松弛来控制每一步迭代中的计算变量的更新。
这就意味着使用分离解算器解的方程,包括耦合解算器所解的非耦合方程(湍流和其他标量)都会有一个相关的亚松弛因子。
在FLUENT中,所有变量的默认亚松弛因子都是对大多数问题的最优值。
这个值适合于很多问题,但是对于一些特殊的非线性问题(如某些湍流或者高Raleigh数自然对流问题),在计算开始时要慎重减小亚松弛因子。
使用默认的亚松弛因子开始计算是很好的习惯,如果经过4到5步的迭代残差仍然增长,你就需要减小亚松弛因子。
有时候,如果发现残差开始增加,你可以改变亚松弛因子重新计算。
在亚松弛因子过大时通常会出现这种情况。
最为安全的方法就是在对亚松弛因子做任何修改之前先保存数据文件,并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。
最典型的情况是,亚松弛因子的增加会使残差有少量的增加,但是随着解的进行残差的增加又消失了。
如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。
注意:粘性和密度的亚松弛是在每一次迭代之间的。
而且,如果直接解焓方程而不是温度方程(即对PDF计算),基于焓的温度的更新是要进行亚松驰的。
要查看默认的亚松弛因子的值,你可以在解控制面板点击默认按钮。
对于大多数流动,不需要修改默认亚松弛因子。
但是,如果出现不稳定或者发散你就需要减小默认的亚松弛因子了,其中压力、动量、k和e的亚松弛因子默认值分别为0.2,0.5,0.5和0.5。
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continuity不收敛的问题(1)连续性方程不收敛是怎么回事? 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,continuity总不收敛,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continuity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。
