1. 对于 unsteady的计算,很多人估计会对 solver中设置比较迷惑,这里就我个人的理解对
各个概念作些讨论。
非稳态时间步长与迭代步数的讨论
首先,我觉得计算 unsteady flow的时候,fluent是从前一个时间算到下一个时间的,
从这个意思上来就认为是“time step”,一个时间接一个时间,而每个时间就相当于一个
准稳态,因此计算的时候需要Max Iterations per Time Step,这个就像你在计算稳态时候
需要设置的一样,在达到 iteration次数之前收敛就完成这个 time step,否则就算到所规
定的次数。
有关 time step size的设定。既然是一个时间接一个时间计算的,那就存在一个问题,
两个时间之间的间隔是多少?我个人经验是比特征长度除以特征速度所得的时间小二
个量级或者更小,比如流体以入口速度1m/s要经过1米的计算段,那么这个 time step size
就是 0.01秒或者更小些。当然这不是最终
方案
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,fluent中提供了一个调整的判断依据,
在每个时间(time step) 计算的 Iterations在 5-10次是最理想的,因此,如果每个 time step
里 Iterations的次数大于 10,那就要把 time step size设置更小些,如果是小于 5的,就
调大些。但是对于刚开始阶段(startup),这个判断并不合适,因为开始一般要充分收
敛,所以在
开始的 5-10个 time step里,还是应该把 time step size设置充分小,到后面再逐渐
增大 time step size。
btw,time step size的设置和计算机本身的配置不是很直接关系,而是和你等
待计算的时间有关系,就像你是拉长或者是压缩这个计算过程一样。
2. “比特征长度除以特征速度所得的时间小二个量级或者更小”的时间步太小了,如果不
是工作站运行的话,花费的时间太长了。在 fluent 中我通常都是选定这个比例的 1/5 到
1/10,特别是一开始不知道如何设定的时候最好是打开 adaptive 让他自动定义定义时间
步长跑最好了。其中最小的时间尺度,我认为最小也只能小到这个比例的 1/100 的这个
水平上。
3. CFX11曾作过 timestep的测试,是在计算机翼颤振流固问题上进行的,结果表明,耦合
计算 timestep基本对结果没有影响。如果计算中发现达不到收敛的要求,建议不要盲目
增加循环迭代次数,一般默认 10-15次就够了,可以相应地适当减小 timestep来达到收
敛
标准
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,CFX11里面有自适应 timestep在多相流/ 燃烧计算中可以考虑使用。另外,本
次建模手册中对流固耦合会有很详细的翻译结果,到时候大家可以一饱眼福了。