CFX_13_瞬态模拟.ppt

1/25/05 ANSYS, Inc. Propietary Transient Simulations瞬态模拟 讲义 13 稳态模拟 稳态模拟，即流场不随时间变化 有时即使网格质量和时间步选择得很好，稳态模拟也不能得到收敛解 如果稳态模拟的残差图出现振荡，一个好的测试方法是按一定的比例减小或增大时间步 如果残差图随着时间步表现为周期性的振荡，那这很可能是因为数值效应 如果残差图周期性相同,那很可能是瞬态效应 为什么瞬态模拟? 当事物随时间变化，此时就需要瞬态模拟，例如: 油箱加注 -污染物扩散 脉动边界条件 -旋涡脱落 振动流 -回流区 浮力驱动流 瞬态模拟需要为求解器输入实际时间来决定求解的时间间隔 如何设定瞬态模拟? 瞬态问题通常通过求解很多离散时间点上的稳态结果来实现 如何设定瞬态问题 类似稳态问题设定，此外: 1. Simulation 模拟类型面板 (默认稳态) 2. 边界条件 (可选) 3. 初始化 4. 求解控制 5. 输出控制 如何设定瞬态问题1. Simulation Type 如何设定瞬态问题1. Simulation Type 如何设定瞬态问题1. Simulation Type 如何设定瞬态问题2. 边界条件 如何设定瞬态问题3. 初场 如何设定瞬态问题4. 求解控制 瞬态项离散格式：定义了瞬态项离散方法 ANSYS CFX 应用两种隐式时间步方法 First Order Backward Euler (1st order accurate) Second Order Backward Euler (2nd order accurate) 一阶迎风后插方法可类比于对流项 迎风差分方法，具有同样的数值扩散误差。对初始计算非常有用，但不建议作为最终结果，除非是湍流方程 二阶迎风后插方法可类比于二阶对流项格式，这是ANSYS CFX默认的方法，推荐用于绝大多数瞬态计算 湍流方程的瞬态项保持为一阶精度。瞬态体积分数方程采用有界的二阶精度格式,类似为对流项高级精度格式（High Resolution） 如何设定瞬态问题4. 求解控制 如何设定瞬态问题5. 输出控制 如何设定瞬态问题5. 输出控制 求解器输出 区别于稳态输出，每次迭代都包含系数循环输出 用户可通过监控RMS和MAX残差获得合理的收敛解 如果上一系数循环步内未能满足收敛的判据，应考虑减少时间步 ====================================================================== TIME STEP = 52 SIMULATION TIME = 5.00E-03 CPU SECONDS = 1.57E+03 (THIS RUN: 2 5.00E-03 1.57E+03) ---------------------------------------------------------------------- COEFFICIENT LOOP ITERATION = 1 ---------------------------------------------------------------------- | Equation | Rate | RMS Res | Max Res | Linear Solution | +----------------------+------+---------+---------+------------------+ | U-Mom-manifold | 1.08 | 1.4E-04 | 1.7E-03 | 9.5E-02 OK| | V-Mom-manifold | 4.25 | 9.6E-04 | 1.8E-02 | 1.2E-02 OK| | W-Mom-manifold | 0.88 | 1.0E-04 | 2.2E-03 | 6.6E-02 OK| | P-Mass-manifold | 4.88 | 2.3E-04 | 9.7E-03 | 9.7 2.1E-02 OK| ---------------------------------------------------------------------- COEFFICIENT LOOP ITERATION = 2 CPU SECOND