fluent学习总结报告5.docxVIP

9.求解。

设置求解控制参数

离散格式对求解器性能的影响

控制方程中的扩散项一般采用中心差分格式离散，而对流项则可采用多种不同的格式进行离散4。FLUENT允许用户为对流项选择不同的离散格式(注意粘性项总是自动使用二阶精确度的离散格式)。默认情况下，当使用分离式求解器时，所有方程中的对流项均用一阶迎风格式离散;当使用祸合式求解器时，流动方程使用二阶精度格式、其他方程使用一阶精度格式进行离散。此外，当使用分离式求解器时，用户还可为压力选择插值方式。

当流动与网格对齐时，如使用四边形或六面体网格模拟层流流动，使用一阶精度离散格式是可以接受的。但当流动斜穿网格线时，一阶精度格式将产生明显的离散误差(数值扩散)。因此，对于2D三角形及3D四面体网格，注意要使用二阶精度格式，特别是对复杂流动更是如此。一般来讲，.在一阶精度格式下容易收散，但精度较差。有时，为了加快计算速度，可先在一阶精度格式下计算，然后再转到二阶精度格式下计算。如果使用二阶精度格式遇到难于收敛的情况，则可考虑改换一阶精度格式。

对于转动及有旋流的计算，在使用四边形及六面体网格时，具有三阶精度的QUICK格式可能产生比二阶精度更好的结果。但是，一般情况下，用二阶精度就已足够，即使使用QUICK格式，结果也不一定好。乘方格式(Power-lawscheme)一般产生与一阶精度格式相同精度的结果。中心差分格式一般只用于大涡模拟模型，而且要求网格很细的情况。

欠松弛因子对性能的影响

欠松弛（UnderRelaxation）：所谓欠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，为松弛因子（RelaxationFactors）。《数值传热学-214》FLUENT中的欠松弛：由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制的变化。一般用欠松弛方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了的变化量。欠松弛最简单的形式为：单元内变量等于原来的值加上欠松弛因子a与变化的积分离解算器使用欠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）都会有一个相关的欠松弛因子。在FLUENT中，所有变量的默认欠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Rayleigh数自然对流问题），在计算开始时要慎重减小欠松弛因子。使用默认的欠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，你就需要减小欠松弛因子。有时候，如果发现残差开始增加，你可以改变欠松弛因子重新计算。在欠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欠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，欠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：粘性和密度的欠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欠松弛的。要查看默认的欠松弛因子的值，你可以在解控制面板点击默认按钮。对于大多数流动，不需要修改默认欠松弛因子。但是，如果出现不稳定或者发散你就需要减小默认的欠松弛因子了，其中压力、动量、k和e的欠松弛因子默认值分别为0.2，0.5，0.5和0.5。对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的欠松弛因子。在密度和温度强烈耦合的问题中，如相当高的Rayleigh数的自然或混合对流流动，应该对温度和/或密度（所用的欠松弛因子小于1.0）进行欠松弛。相反，当温度和动量方程没有耦合或者耦合较弱时，流动密度是常数，温度的欠松弛因子可以设为1.0。对于其它的标量方程，如漩涡，组分，PDF变量，对于某些问题默认的欠松弛可能过大，尤其是对于初始计算。你可以将松弛因子设为0.8以使得收敛更容易。SIMPLE与SIMPLEC比较在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC（SIMPLE-Consistent）算法，默认是SIMPLE算法，但是对于许多问题如果使用SIMPLEC可能会得到更好的结果，尤其是可以应用增加的欠松弛迭代时，具体介绍如下:对于相对简单的问题（如：没有附加模型激活的层流流动），其收敛性已经被压力速度耦合所限制，你通常可以用SIMPLEC算法很快得到收敛解。在SIMPLEC中，压力校正欠松弛因子通常设为1.0，它有助于收敛。但是，在有些问题中，将压力校正松弛因子增加到1.0可能会导致不稳定。对于所有的过渡流动计算，强烈推荐使用PISO算法邻近校正