Fluent求解参数设置知识分享

1、F luent 求 解 参数设 置求解参数设置(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口 口 1 Fsimplep*5IMFLECPEOCoupled| La 口 口 1 Fsimplep*5IMF

2、LECPEOCoupled| La eeTL-EMI DdSci-PressureStandardyMome ntjrrFrot Order UpwindTu bulent Hnetic EneigyErst Order UpwindTTi.rbulent Dissipation Rate| Frst Order UpwindTrarsierit Fojnuldiion1FEuent: Solve t Solver- Method sSolution MethodsPressurE-VElodty CouplngSchemelhor-iteraove 丘前需辰而it 口 i-Tozer rux

3、 rormuiaoonj sIT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）、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（SIMPLE . Consistent）、PISO 以及 Coupled。定常状态计算 般使用SIMPLE或者SIMPLEC方法，对于过渡计

4、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

5、.0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，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1.0。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。

6、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1.0或者接近1.0。如果只对高度扭曲的网格使用PISO倾斜校正，则要设定动量和压力的亚 松弛因子之和为1.0（例如，压力亚松弛因子0.3，动量亚松弛因子0.7）o松弛因子：Fluent: SotveSolver-Cont rolsSolution Controls：Undei -Relaxaticin FdctoisEw世Fluent: SotveSolver-Cont rolsSolution Controls：Undei -Relaxaticin FdctoisEw世4 1 54松弛因子可控制收敛的速度和改善收敛 的状况：为1相当

7、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 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。Frst OrderFrs Order Upwind Sewnd Order 比刖d Pow&r LaJvQUICK|Thlrrf-OrdwMUCL使用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

8、量、k和的亚松弛因子默认值分别为0.3、0.7、0.8和0.8。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（如相当咼的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1.0 ）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1.0o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，可以将松弛因子设为0.8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