1、1、FLUENTS關(guān)于松弛因子的解釋創(chuàng)作：歐陽(yáng)數(shù)時(shí)間：由于流體力學(xué)中要求解非線性的方程，在求解過(guò)程中, 控制變量的變化是很必要的，這就通過(guò)松弛因子來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。 它控制變量在每次迭代中的變化。也就是說(shuō)，變量的新值為原值加上變化量乘以松弛因子。如：A仁 AO+B*DETAAl新值A(chǔ)0原值B松弛因子DETA變化量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)于不用松弛因子大于1,為超松弛因子，加快收斂速度小于1,欠松弛因子，改善收斂的條件一般來(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。Flue nt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0-1之間，越

2、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。這個(gè)le-3或者le-4的收斂標(biāo)準(zhǔn)是相對(duì)而言的 FLUENT 中殘差是以開(kāi)始 5 步的平均值為基準(zhǔn)進(jìn)行 比擬的 如果初值取得好， 迭代會(huì)很快收斂，但是殘差 卻依然很高； 但是當(dāng)你改變初場(chǎng)到與基準(zhǔn)相差很大的值 時(shí)殘差開(kāi)始會(huì) 很大但隨后卻可以很快降低到很低的 水平。其實(shí)兩種情 況下流場(chǎng)是根本相同的。2、FLUENT 收斂判斷由此來(lái)看 , 判斷是否收斂并不是嚴(yán)格根據(jù)殘差的走向而走的。可以選走流場(chǎng)中具有特征意義的點(diǎn)， 監(jiān)測(cè)其 速度， 壓力，溫度等的變化情況。如果變化很小 , 符合 你的要求 , 即可認(rèn)為是收斂了。一般來(lái)說(shuō) , 壓力的收斂 相比照

3、擬慢一 些的。是否收斂不能簡(jiǎn)單看殘差圖 , 還有 許多其他的重要 標(biāo)準(zhǔn)，比方進(jìn)出口流量差、壓力系數(shù)波 動(dòng)等等。盡管殘差 仍然維持在較高數(shù)值，但憑其他監(jiān)測(cè) 也可判斷是否收斂。 最重要的就是是否符合物理事實(shí)或 結(jié)論。殘差曲線是否滿足只是一個(gè)外表的現(xiàn)象還要看進(jìn) 口 和出口總量差不得大于 1%, 而且即使這樣子，收斂 解也不 一走準(zhǔn)確，它和網(wǎng)格劃分 / 離散化誤差，以及物 理模型的 準(zhǔn)確性都有關(guān)系。所以需要試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證。殘差的大小不能決定是否收斂， 用 FLUENT 計(jì)算 時(shí)， 一般多采用監(jiān)測(cè)一個(gè)面的速度或者是壓力、紊動(dòng) 能等參 數(shù)根本上不隨著計(jì)算時(shí)間的推移而變化 ，就認(rèn) 為根本達(dá) 到收斂據(jù)質(zhì)量守恒

4、 收斂時(shí)進(jìn)、出口的流量數(shù) 值應(yīng)大致相 等 一般認(rèn)為進(jìn)出口質(zhì)量差值比上入口質(zhì)量 的相對(duì)值小于0.5%時(shí)收斂，但是對(duì)特殊情況可能不同，但符號(hào)相反，一般出口流量是負(fù)值。一般在Fluent里可以添加進(jìn)出口流量監(jiān)控 print or plot,當(dāng)殘差收斂到一走程度后，還要看進(jìn)出口 流量是否到達(dá)穩(wěn)走平衡，才可以確認(rèn)收斂與否。殘差在較高位震蕩，需要檢查邊界條件是否合理，其 次檢查初始條件是否適宜比方在有激波的流場(chǎng) ，初始條 件不適宜，會(huì)帶來(lái)流場(chǎng)的震蕩。有時(shí)流場(chǎng)可能有分 離或者 回流，這本身是非定常現(xiàn)象。計(jì)算時(shí)殘差會(huì)在一走程度上發(fā)生震蕩這時(shí)如果進(jìn) 出 口流量是否到達(dá)穩(wěn)定平衡，也可以認(rèn)為流場(chǎng)收斂了 前提 是要消

5、除其他不合理因數(shù)。另外 Fluent缺損地采用多重 網(wǎng)格，在計(jì)算后期，將多重網(wǎng)格設(shè)置為零可 以防止一些波 長(zhǎng)的殘差在細(xì)網(wǎng)格上發(fā)生震蕩。初始條件要仔細(xì)選擇。如果不收斂，還應(yīng)試驗(yàn)不同的初始 條件，甚至逐次改變邊界條件最后到達(dá)所要求的條 件。3、亞松弛因子的運(yùn)用在FLUENT中，所有變量的默認(rèn)亞松馳因子都是 對(duì)大 多數(shù)問(wèn)題的最優(yōu)值。這個(gè)值適合于很多問(wèn)題，但是 對(duì)于一 些特殊的非線性問(wèn)題如：某些湍流或者高 Rayleigh數(shù)自 然對(duì)流問(wèn)題，在計(jì)算開(kāi)始時(shí)要慎重減 小亞松馳因子。使用默認(rèn)的亞松馳因子開(kāi)始計(jì)算是很好的習(xí)慣。如果 經(jīng)過(guò) 4 到 5 步的迭代殘差仍然增長(zhǎng) z 你就需要減小 亞松馳 因子。有時(shí)候，

6、如果發(fā)現(xiàn)殘差開(kāi)始增加 , 可以改變亞松馳 因 子重新計(jì)算。在亞松馳因子過(guò)大時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)這種情 況。 最為平安的方法就是在對(duì)亞松馳因子做任何修改之 前先保 存數(shù)據(jù)文件并對(duì)解的算法做幾步迭代以調(diào)節(jié)到 新的參數(shù)。 最典型的情況是，亞松馳因子的增加會(huì)使殘 差有少量的增 加，但是隨著解的進(jìn)行殘差的增加又消失 了。如果殘差變 化有幾個(gè)量級(jí)你就需要考慮停止計(jì)算并 回到最后保存的較 好的數(shù)據(jù)文件。注意：粘性和密度的亞松馳是在每一次迭代之間 的。 而且 , 如果直接解焙方程而不是溫度方程即：對(duì) PDF 計(jì) 算 , 基于焙的溫度的更新是要進(jìn)行亞松馳 的。要查看默 認(rèn)的亞松弛因子的值， 你可以在解控制面 板點(diǎn)擊默認(rèn)

7、按鈕。4、在進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算時(shí)候，開(kāi)始?xì)埐罹€是一直下降的 , 可是 到后來(lái)各種殘差線都顯示為波形波動(dòng) , 是不是不收 斂？ 有些復(fù)雜或流動(dòng)環(huán)境惡劣情形下確實(shí)很難收斂。計(jì) 算 的精度 2 階，網(wǎng)格太疏 ，網(wǎng)格質(zhì)量太差 ，等都會(huì) 使殘 差波動(dòng)。經(jīng)常遇到，一開(kāi)始下降 , 然后出現(xiàn)波動(dòng)，可以降低 松 弛系數(shù)，我的問(wèn)題就能收斂，但如果網(wǎng)格質(zhì)量不好， 是很 難的。通常 , 計(jì)算非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，如果問(wèn)題比擬復(fù) 雜，會(huì)出現(xiàn)這種情況，建議作網(wǎng)格時(shí)多下些功夫理論上說(shuō) , 殘差的震蕩是數(shù)值迭代在計(jì)算域內(nèi)傳遞 遭 遇障礙物反射形成周期震蕩導(dǎo)致的結(jié)果 , 與網(wǎng)格亞尺 度雷 諾數(shù)有關(guān)。例如，通常壓力邊界是主要的反射源， 換成 O

8、UTFLOW 邊界會(huì)好些。這主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷。 網(wǎng)格和邊界條件是主要因素。5 、 怎樣判斷計(jì)算結(jié)果是否收斂 1觀察點(diǎn)處的值不再隨計(jì)算步驟的增加而變化；2各 個(gè)參數(shù)的殘差隨計(jì)算步數(shù)的增加而降低 ，最后趨于 平 緩；3 要滿足質(zhì)量守恒 計(jì)算中不牽涉到能量 或者是質(zhì)量 與 能量守恒計(jì)算中牽涉到能量。特別要扌旨出的是， 即使前兩個(gè)判據(jù)都已經(jīng)滿足了， 也 并不表示已經(jīng)得到合理的收斂解了 , 因?yàn)椋绻沙?因子 設(shè)置得太緊，各參數(shù)在每步計(jì)算的變化都不是太 大也會(huì) 使前兩個(gè)判據(jù)得到滿足。此時(shí)就要再看第三個(gè) 判據(jù)了。還需要說(shuō)明的就是， 一般我們都希望在收斂的情況 下, 殘差越小越好，但是殘差曲線是全場(chǎng)求平均的結(jié) 果 z 有時(shí) 其大小并不一定代表計(jì)算結(jié)果的好壞 , 有時(shí)即 使計(jì)算的殘 差很大，但結(jié)果也許是好的 , 關(guān)鍵是要看計(jì) 算結(jié)果是否符合物理事實(shí)，即殘差的大小與模擬的物理 現(xiàn)象本身的復(fù)雜 性有關(guān) , 必須從實(shí)際物理現(xiàn)象上看計(jì)算 結(jié)果。