Fluent求解参数设置26475.pdf

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1、求解参数设置（Solution Methods/Solution Controls）：在设置完计算模型和边界条件后，即可开始求解计算了，因为常会出现求解不收敛或者收敛速度很慢的情况，所以就要根据具体的模型制定具体的求解策略，主要通过修改求解参数来完成。在求解参数中主要设置求解的控制方程、选择压力速度耦合方法、松弛因子、离散格式等。在 VOF 模型中，PISO 比较适合于不复杂的流体，SIMPLE 和 SIMPLEC 适合于可压缩的流体或者处于封闭域中的流体。求解的控制方程:在求解参数设置中，可以选择所需要求解的控制方程。可选择的方程包括 Flow(流动方程)、Turbulence(湍流方程)、

2、Energy(能量方程)、Volume Fraction(体积分数方程)等。在求解过程中，有时为了得到收敛的解，先关闭一些方程，等一些简单的方程收敛后，再开启复杂的方程一起计算。选择压力速度耦合方法:在基于压力求解器中，FLUENT 提供了压力 速 度 耦 合 的 4 种 方 法，即 SIMPLE、SIMPLEC(SIMPLEConsistent)、PISO 以及 Coupled。定常状态计算一般使用 SIMPLE 或者SIMPLEC 方法，对于过渡计算推荐使用 PISO 方法。PISO 方法还可以用于高度倾斜网格的定常状态计算和过渡计算。需要注意的是压力速度耦合只用于分离求解器，在耦合求解器

3、中不可以使用。在 FLUENT 中，可以使用标准 SIMPLE 算法和 SIMPLEC 算法，默认是 SIMPLE 算法，但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亚松弛迭代时。对于相对简单的问题(如没有附加模型激活的层流流动)，其收敛性可以被压力速度耦合所限制，用户通常可以使用 SIMPLEC 算法很快得到收敛解。在 SIMPLEC 算法中，压力校正亚松弛因子通常设为，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可能会导致流动不稳定，对于这种情况，则需要使用更为保守的亚松弛或者使用 SIMPLE 算法。对于包含湍流或附加物理模型的复杂流动

4、，只要用压力速度耦合做限制，SIMPLEC 就会提高收敛性，它通常是一种限制收敛性的附加模拟参数，在这种情况下，SIMPLE 和 SIMPLEC 会给出相似的收敛速度。对于所有的过渡流动计算，推荐使用 PISO 算法邻近校正。它允许用户使用大的时间步，而且对于动量和压力都可以使用亚松弛因子。对于定常状态问题，具有邻近校正的 PISO并不会比具有较好的亚松弛因子的 SIMPLE 或 SIMPLEC 好。对于具有较大扭曲网格上的定常状态和过渡计算推荐使用 PISO 倾斜校正。当使用 PISO 邻近校正时，对所有方程都推荐使用亚松弛因子为或者接近。如果只对高度扭曲的网格使用 PISO 倾斜校正，则要

5、设定动量和压力的亚松弛因子之和为(例如，压力亚松弛因子，动量亚松弛因子。松弛因子:在求解过程中,控制变量的变化是很必要的，这就是通过松弛因子来实现的。它控制变量在每次迭代中的变化，也就是说，变量的新值为原值加上变化量乘以松弛因子。松弛因子可控制收敛的速度和改善收敛的状况：为 1，相当于不用松弛因子 大于 1，为超松弛因子人，加快收敛速度 小于 1，欠松弛因子，改善收敛的条件 一般来讲,大家都是在收敛不好的时候，采用一个较小的欠松弛因子。Fluent 里面用的是欠松弛，主要防止两次迭代值相差太大引起发散。松弛因子的值在 01 之间，越小表示两次迭代值之间变化越小，也就越稳定，但收敛也就越慢。使用

6、默认的亚松弛因子开始计算是很好的习惯，对于大多数流动，不需要修改默认亚松弛因子，如果经过 45 步的迭代，残差仍然增长，就需要减小亚松弛因子。压力、动量、k 和 的亚松弛因子默认值分别为、和。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 Rayleigh 曲数的自然或混合对流流动)，应该对温度或密度(所用的亚松弛因子小于)的亚松弛因子进行设置。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。对于其他的标量方程，如漩涡、组分、PDF 变量，对于某些问题默认的亚松弛因子可能过大，尤其是对于初始计算，可以将松弛因子

7、设为以使收敛更容易。离散格式:当流动与网格对齐时，如使用四边形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，对复杂流动更是如此。一般来讲，在一阶精度格式下容易收敛，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，则考虑改换一阶精度格式来计算。对于转动及有旋流的计算，在使用四边形六面体网格时，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。乘方格式一般产生与一阶精度格式相同的精度结果。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。