Fluent的计算不收敛问题解决

您所在的位置:网站首页 comsol计算很慢是不收敛吗 Fluent的计算不收敛问题解决

Fluent的计算不收敛问题解决

2023-10-01 23:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

1 收敛性判断标准

通常而言,计算不收敛有两种不同问题:

数值发散导致Fluent无法继续进行计算虽然数值不发散,但是残差始终在较大数值波动,难以降低

 Fluent计算收敛,应满足以下要求:

各个项目的迭代残差降低到足够小的数值通量整体是平衡的,例如入口流量和出口流量基本相等

  对于稳态仿真还应该有:

某些宏观物理量(例如流体作用力)数值基本平稳不波动

Fluent默认的收敛标准为迭代残差达到1e-3(能量方程残差为1e-6),这个标准对于某些问题(例如稳态燃烧)太难以满足,可以不必要求一定达到。

2 不收敛的原因

计算不能收敛,原因有很多,主要因素在于:

网格单元质量太差或者数量太少材料属性、边界条件等模型设置有问题   

单元质量太差是一个很常见原因,劣质的单元会导致某些敏感区域数值不稳定。若采用Fluent Meshing,其默认的单元质量标准通常足够。优化单元质量,常用方式包括缩小单元尺寸、采用多面体网格等。对于一些大梯度的区域,若网格数量严重不足,也会导致计算出现不收敛问题。

材料参数、边界条件等涉及物理实际场景的设定,如果设定不合理,也会导致计算不收敛。例如,正确边界条件是10℃,因为单位换算疏忽,仿真模型设置为10K,导致计算不收敛。

某些模型数值稳定性不佳(例如欧拉多相流模型),在模型设置更应该注意。

对于瞬态计算,过大的时间步长也会引起计算不收敛。

3 原因排查

首先检查单元质量,保证不存在劣质单元。四面体网格可转为多面体网格,有助于收敛。注意网格的密度分布,保证在流动状况复杂的区域有足够多的网格。

如果问题复杂,考虑因素很多,则可采用排除法。例如同时考虑热传导和热辐射的问题,可先关闭热辐射模型,若仅热传导可收敛,再添加热辐射模型。

仔细查看材料属性、边界条件、热源等模型设定,检查是否存在单位换算、数量级等错误。

对于稳态仿真,首先确定问题是否可用稳态处理。

修改计算算法,可采用COUPLED等更耗资源但是计算更稳定的离散格式。

对于稳态仿真,可采用伪瞬态模式进行求解。对于瞬态仿真,可缩小时间步长以改善收敛性。

另外,减少松弛因子对于某些问题可改善收敛性问题,其代价是增加迭代次数。



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3