Fluent 中判断收敛的方法、残差的概念及不收敛通常的解决方式_百度文库
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Fluent 中判断收敛的方法、残差的概念及不收敛通常的解决方式
&&Fluent 中判断收敛的方法、残差的概念及不收敛通常的解决方式
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请教：fluent动网格计算过程中计算域内压力出现负值，求讨论已有2人参与
最近在用动网格计算，计算的流域可以简化为一个管内物体的运动，以稳态时定为初始条件，进口压力边界条件120MPa，出口压力边界条件0MPa，稳态计算时在出口处出现了负压力，但是不大，就忽略了，在应用动网格计算后，随着计算的进行，管内的负压力区域越来越大，不知道出现负压力是怎么回事，请遇到过类似问题或者知道原因的朋友们大家讨论一下，谢谢啦，新手
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出口压力0Mpa
这种情况如果在出口没有留有足够的过渡区，在计算区伴随着漩涡，很容易出现负压力
(正式写手)
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【答案】应助回帖
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你开空化了没有？在没有开空化模型时，复杂流场中很容易出现负压。在你计算的流场中，负压区本该产生空化的，可是你没有考虑空化的情况，所以会出现负压区。另外，要读绝对压力啊，相对压力要加上参考压力值。
(正式写手)
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引用回帖:: Originally posted by
请教怎么开空化啊... FLUENT没用过，不熟悉，我用的是cfx，好像在model-&multiphase 中打开，具体选项需要好好研究下，看看帮助文档。1.你用的什么湍流模型？2.你说“进口压力边界条件120MPa，出口压力边界条件0MPa，稳态计算时在出口处出现了负压力”，你出口设置为定压0，怎么会有出口负压呢？3.你的结果收敛了吗？
(正式写手)
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引用回帖:: Originally posted by
嗯，我研究研究fluent的空化模型。1.我用的k-w湍流模型；2.就是在查看压力云图时，查看的范围初始选择的是自动，然后在压力的范围内显示有负压力，在网上查说看看负压出现在什么地方，所以把压力查看的自动选项去除 ... 额，出口设置为0，那你设置参考压力为1atm了吧。非定常的计算收敛了吗？看你模型，进口小压力大，然后流道突然增大，而且很不规则，说明1.在流道扩散处流动很复杂，2.流道内流动复杂。不知道你的网格怎么样，流动复杂的地方网格需要特别加密，这个很重要。
(小有名气)
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【答案】应助回帖
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首先要理解Fluent里面对压力的叫法，不能一出现负值压力就主观认为是错误的。
Fluent里面的压力主要有表压力(Gausge Pressure)，参考压力(Operating Pressure)两个名词来记录你设置的值。
表压加上参考压力就等于实际的压力，也就是教科书中说的绝对压力。
所以如果你计算得出的负值加上你设置的参考压力如果不小于0，就说明至少没有出现真空。
你计算的东西看起来像个低速不可压流动，这时候设置压力入口是不合适的，你设置的压力入口其实相当于速度入口，Fluent自己会根据伯努利方程换算出速度来。
压力入口一般用于可压缩流动，马赫数大于0.3时。
首先要分析一下自己模拟的问题属于可压？不可压？边界条件选取？
大多数人没有正确理解流动的问题，没有正确设置边界条件的类型和数值导致的模拟结果不理想或者失败。
首孝悌，次谨信
(初入文坛)
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引用回帖:: Originally posted by 你的网格 at
如果残差波动大部分在e-4以上，计算不能算收敛。网格上再做好点吧，可以用结构网格试试。很多收敛问题都是网格引起的。你用的非结构网格吧，计算域里有几个狭缝你怎么处理的？用非结构很难处理的。你把各段的直径告 ... 嗯，确实用的是非结构网格，因为流域的形状变化比较复杂没规律，查非机构网格的适应性比较好些，所以选用的非机构。整个流域都是选好网格类型和网格尺寸后直接划分的，至于狭缝之前想的是把其都单独切割成单独的体，单独划分体网格，但是因为缝隙尺寸相对比较小，和其上下的体差距比较大，所以放弃了，就采取划分整个流域的体网格了，能加好友吗？流域是用Pro-E扣的，可以发给你，谢谢啦
(初入文坛)
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是我没说明白吗，大家有什么没看懂的地方可以问我，希望能讨论下，请教了
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没人遇到过计算过程中出现持续负压力的情况么，请教
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引用回帖:: Originally posted by bennglove at
出口压力0Mpa
这种情况如果在出口没有留有足够的过渡区，在计算区伴随着漩涡，很容易出现负压力 是因为伴有漩涡所以导致负压出现的吗？确实计算的流域内有漩涡的出现
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引用回帖:: Originally posted by bennglove at
出口压力0Mpa
这种情况如果在出口没有留有足够的过渡区，在计算区伴随着漩涡，很容易出现负压力 足够的过渡区的意思是不是就是需要把出口的流域加长那？请教了
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引用回帖:: Originally posted by 你的网格 at
你开空化了没有？在没有开空化模型时，复杂流场中很容易出现负压。在你计算的流场中，负压区本该产生空化的，可是你没有考虑空化的情况，所以会出现负压区。另外，要读绝对压力啊，相对压力要加上参考压力值。 请教怎么开空化啊
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引用回帖:: Originally posted by
请教怎么开空化啊... 附图为我的流域模型，下端为压力进口，上端为压力出口，中间的整个蓝色部分都是负压的区域
截图01.jpg
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FLUENT收敛判断问题.doc 9页
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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。对于SIMPLEC格式一般不需要减小压力的亚松弛因子。在密度和温度强烈耦合的问题中，如相当高的Raleigh数的自然或混合对流流动，应该对温度和/或密度（所用的亚松弛因子小于1.0）进行亚松弛。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，温度的亚松弛因子可以设为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亚更松弛可能过大，尤其是对于初始计算。你可以将松弛因子设为0.8以使得收敛容易。
2 Courant Number（库朗数）
对于FLUENT的耦合解算器，对时间步进格式的主要控制是ourant Number（CFL），ourant Number实际上是指时间步长和空间步长的相对关系，系统自动减小ourant Number，这种情况一般出现在存在尖锐外形的计算域，当局部的流速过大或者压差过大时出错，把局部的网格加密再试一下。在中，用ourant Number来调节计算的稳定性与收敛性。一般来说，随着ourant Number的从小到大的变化，收敛速度逐渐加快，但是稳定性逐渐降低。所以具体的问题，在计算的过程中，最好是把ourant Number从小开始设置，看看迭代残差的收敛情况，如果收敛速度较慢而且比较稳定的话，可以适当的增加ourant Number的大小，根据自己具体的问题，找出一个比较合适的ourant Number，让收敛速度能够足够的快，而且能够保持它的稳定性。在模拟高压的流场的时候,迭代的时候总是自动减小其数值，这是什么原因造成的，为什么？怎么修改？
这是流场的压力梯度较大，自身逐步降低时间步长，防止计算发散。我一般的处理办法 是：先将边界条件上的压力设置较低点，使得压力梯度较小一点，等到收敛的感觉差不多，在这个基础上，逐渐把压力增大，这样就不容易发散。
如何监视FLUENT的计算结果？可以采用残差控制面板来显示；或者采用通过某面的流量控制；如监控出口上流量的变化；采用某点或者面上受力的监视；涡街中计算达到收敛时，绕流体的面上受的升力为周期交变，而阻力为平缓的直线。怎样判断计算结果是否收敛？
观察点处的值不再随计算步骤的增加而变化各个参数的残差随计算步数的增加而降低，最后趋于平缓要满足质量守恒（计算中不牵涉到能量）或者是质量与能量守恒（计算中牵涉到能量）。
特别要指出的是，即使前两个判据都已经满足了，也并不表示已经得到合理的收敛解了，因为，如果松弛因子设置得太紧，各参数在每步计算的变化都不是太大，也会使前两个判据得到满足。此时就要再看第三个判据了。还需要说明的就是一般我们都希望在收敛的情况下，残差越小越好，但是残差曲线是全场求平均的结果，有时其大小并不一定代表计算结果的好坏
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求助fluent计算过程中库朗数突然变大
我有更好的答案
主要的原因有两个：1. 网格划分不合理，过于粗糙；2. 时间步长太长，需要减小步长。你可以尝试一下，比如加密网格后的库朗特数是怎么变化的，同样的网格减小步长库朗特数又是怎么变化的，你就知道该怎么办了。希望对你有帮助。
采纳率：93%
当然是不会改变的啊
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