如何解决FLUENT计算不收敛

如何解决FLUENT计算不收敛

FLUENT专题2009-09-15 09:26:34 阅读261 评论1 字号：大中小

①、一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛。

②、FLUENT的收敛最基础的是网格的质量，计算的时候看怎样选择CFL数，这个靠经验

③、首先查找网格问题，如果问题复杂比如多相流问题，与模型、边界、初始条件都有关系。

④、有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，曾经作过一个计算反反复复，通过修改网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型，还有老师经常用的方法就是看看哪个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参数。就收敛了

⑤、A.检查是否哪里设定有误：比方用mm的unit建构的mesh，忘了scale；比方给定的边界条件不合理。B从算至发散前几步，看presure分布，看不出来的话，再算几步, 看看问题大概出在那个区域。C网格，配合第二点作修正，就重建个更漂亮的，或是更粗略的来处理。D再找不出来的话，换个solver。

⑥、解决的办法是设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方，若这些地方的参数变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。

⑦、调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。

可压流动-1

在高速流动或者压力变化剧烈的流动中会遇到压缩性影响.当流体流动速度接近或者大于气体的声速时或者系统的压力变化D p /p较大时,气体随压力变化密度会对流动速度,温度有较大的影响.可压缩性流动具有独特的物理性质当马赫数远小于1.0时(M < 0.1),可压缩性影响可以忽略,在模拟中气体密度随压力的变化可以忽略.当马赫数接近1.0时(被称为跨声速流动区域),可压缩性影响变得越来越重要了.当马赫>1.0时,称为超声速流动,其中可能会包含激波或者膨胀波,它们会对流动有较大的影响.可压缩性流动最为典型的是使用总压p_0和总温T_0来描述.

一、可压流动的基本方程：

可压缩性流动用Fluent所解的标准连续性和动量方程来描述,你不必设定任何特殊的物理模型(除了气体定律的可压缩性形式一节中介绍的密度的可压缩性处理.FLUENT所解的能量方程很好的处理了流动速度和静温之间的耦合,不管你什么时候解可压缩性流动都必须激活能量方程.除此之外,如果你使用分离解算器,你需要激活能量方程一节中方程的粘性耗散项,该项在高马赫数流动中会变得很重要.

二、在FLUENT中设定可压流动步骤如下:

1. 在操作条件面板中设定操作压力@Define/Operating Conditions....(你可以认为

p_op为流动中标准压力p为零的点处的绝对静压.)

2. 在能量面板中激活能量方程的解@Define/Models Energy....

3. 如果模拟湍流流动,请在粘性面板打开粘性热传导来激活能量方程的粘性耗散项(只用于分离解算器).这些项在高速流动中可能会十分重要@Define/Models/Viscous....如果使用耦合解算器这一步就不必要了,因为耦合解算器在能量方程中总是包含粘性耗散项.

4. 在使用材料面板中设定@Define/Materials...（1）. 在密度后面的下拉菜单中选择理想气体（2）. 定义所有的相关属性(比热,分子量,热传导系数等).

5. 设定边界条件,要确保边界条件与流动区域很好的结合。必须记住,所有的压力输入(总压或静压)都必须是相对于操作压力而言的,入口处的温度必须是总温(驻点温度)而不是静温@Define/Boundary Conditions...这些输入应该能够较好的描述可压缩流动问题.在计算之前你可能要考虑特定的解的参数的设定,具体可以参阅可压流动的解策略一节

三、可压流动入口处口边界条件的提法:

1.流动入口：（1）入口总温和入口总压（超声速入口还有静压）@pressure_inlet.（2）入口质量流动和总温@mass_flow_in

2.流动出口：出口静压(超声速此项忽略)@pressure_oulet

一定要记住,边界条件的压力输入(总压或静压)必须是根据标准压力,也就是操作条件面板中定义的操作压力来设定的.入口处的所有温度输入都必须是总温(驻点温度)而不是静温.

四、可压流动的解策略

解决可压缩流动主要难点在于速度,密度,压力和能量之间的高度耦合.耦合可能会导致解的不稳定,所以为了得到收敛解需要特定解决技巧.除此之外,激波(间断面)的产生可能会导致计算中出现其它的不稳定性问题.下面介绍一下可能会对计算有帮助的几个技巧:

1.对速度使用守恒的亚松驰参数,大约为0.2或者0.3(只用于分离解算器).

2.设定压力的亚松驰约为0.1并使用SIMPLE算法(只用于分离解算器).一定要注意对于可压缩流动不能使用SIMPLEC或者PISO算法.

2.设定温度和压力的极限以避免解的发散,尤其是初始解的发散

@solve_controls_solution.如果FLUENT的消息输出被限制的温度或者压力作为接近收敛的解,那么你就需要改变限制的范围,因为较高或较低的计算值可能是物理解.

3.如果需要的话,开始解决问题时在边界处使用减小的压力比,然后增加压力比直至达

到所需的操作条件.虽然不可压流动解在某些情况下可能是对可压流动较差的猜测,你还是

可以考虑从不可压流动解开始计算可压流动解。另外，在某些情况下从无粘流动开始计算可能很有帮助.

五、可压流动结果的报告

你可以使用和不可压流动一样的方式来显示可压流动的计算结果.当模拟可压流动时,

下面的变量尤为重要:总温、总压、马赫数。在后处理面板的变量选择下拉列表中包含了这些变量.总温在温度类别中,总压在压力类别中,马赫数在速度类别中..

fluent计算错误分析

1. FlUENT 1.1 求解方面 1.1.1 floating point error是什么意思？怎样避免它？ Floating point error已经提过很多次了并且也已经对它讨论了许多。下面是在Fluent论坛上的一些答案： 从数值计算方面看，计算机所执行的运算在计算机内是以浮点数（floating point number）来表示的。那些由于用户的非法数值计算或者所用计算机的限制所引起的错误称为floating point error。 1）非法运算：最简单的例子是使用Newton Raphson方法来求解f(x)=0的根时，如果执行第N次迭代时有，x=x(N)，f’(x(N))=0，那么根据公式x(N+1)=x(N)-f(x(N))/ f’(x(N))进行下一次迭代时就会出现被0除的错误。 2）上溢或下溢：这种错误是数据太大或太小造成的，数据太大称为上溢，太小称为下溢。这样的数据在计算机中不能被处理器的算术运算单元进行计算。 3）舍入错误：当对数据进行舍入时，一些重的数字会被丢失并且不可再恢复。例如，如果对0.1进行舍入取整，得到的值为0，如果再对它又进行计算就会导致错误。 避免方法 计算和迭代我认为设一个比较小的时间步长会比较好的。或者改成小的欠松驰因子也会比较好。从我的经验来看，我把欠松驰因子设为默认值的1/3；降低欠松驰因子或使用耦合隐式求解；改变欠松驰因子，如果是非稳态问题可能是时间步长太大；改善solver-control-limits 比例或许会有帮助；你需要降低Courant数；如果仍然有错误，不选择compute from初始化求解域，然后单击init。再选择你想从哪个面初始化并迭代，这样应该会起作用。另外一个原因可能是courant数太大，就样就是说两次迭代之间的时间步太大并且计算结果变化也较大（残差高）。 网格问题当我开始缩放网格时就会发生这个错误。在Gambit中，所有的尺寸都是以mm 为单位，在fluent按scale按钮把它转换成m，然后迭代几百次时就会发生这种错误。但是当我不把网格缩放到m时，让它和在Gambit中一样，迭代就会成功；我认为你应当检查网格，你的网格数太多了，使用较少的网格问题就会解决；网格太多，计算机资源不够用，使使比较粗的网格。 边界条件在我的分析中，我设了一个wall边界条件来代迭axis边界条件，结果fluent拒绝计算并告诉我floating point error。你的边界条件不能代表真实的物理现象；错误的边界条件定义可能会导致floating point error。例如把内边界设成interior；一次我使用对称边界条件模拟2D区间时也遇到这种问题，我把symmetry设为axe symmetric，就发生了floating point error；检查你设的湍流参数，减小湍流强度，先进行50次迭代。 多处理器问题我近来在进行多处理器模拟时也遇到相似的问题。问题的解决方法是在单个处理器上运行，这样就运算得很好。 错误迭代以错误的条件来初始化，在开始迭代时就会发生floating point error。 1.1.2 coupled和segregated求解有什么区别？ Coupled会同时求解所有的方程（质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程）而不是单个方程求解（方程互相分离）。当速度和压力高度耦合（高压和高速）时应该使用耦合求解，但这样会需要较长的计算时间。 在耦合求解中，能量方程中总是包含组分扩散（Species Diffusion Term）项。

Fluent性能分析

Fluent性能分析 仅仅就我接触过得谈谈对fluent的认识，并说说哪些用户适合用，哪些不适合 fluent对我来说最麻烦的不在里面的设置，因为我本身解决的就是高速流动可压缩N-S方程，而且本人也是学力学的，诸如边界条件设置等概念还是非常清楚的同时我接触的流场模拟，都不会有很特别的介质，所以设置起来很简单 对我来说，颇费周折的是gambit做图和生成网格，并不是我不会，而是gambit对作图要求的条件很苛刻，也就是说，稍有不甚，就前功尽弃，当然对于计算流场很简单的用户，这不是问题。有时候好几天生成不了的图形，突然就搞定了，逐渐我也总结了一点经验，就是要注意一些小的拐角地方的图形，有时候做布尔运算在图形吻合的地方，容易产生一些小的面最终将导致无法在此生成网格， fluent里面的计算方法是有限体积法，而且我觉得它在计算过程中为了加快收敛速度，采取了交错网格，这样，计算精度就不会很高。同时由于非结构网格，肯定会导致计算精度的下降，所以我一贯来认为在fluent里面选取复杂的粘性模型和高精度的 格式没有任何意义，除非你的网格做的非常好。 而且fluent5.5以前的版本（包括5。5），其物理模型，（比如粘性流体的几个模型）都是预先设定的，所以，对于那些做探索性或者检验新方法而进行的模拟，就不适合 用。 同时gambit做网格，对于粘性流体，特别是计算湍流尺度，或者做热流计算来说其网格精度一般是不可能满足的，除非是很小的计算区域 所以，用fluent做的比较复杂一点的流场（除了经典的几个基本流场） 其计算所得热流，湍流，以及用雷诺应力模拟的粘性都不可能是准确的， 这在物理上和计算方法已经给fluent判了死刑，有时候看到很多这样讨论的文章，觉得 大家应该从物理和力学的本质上考虑问题。 但是，fluent往往能计算出量级差不多的结果，我曾经做了一个复杂的飞行器热流计算，高超音速流场，得到的壁面热流，居然在量级上是吻合的，但是，从计算热流需要的壁面网格精度来判断，gambit所做的网格比起壁面网格所满足的尺寸的要大了至少2个数量级， 我到现在还不明白fluent是怎么搞的。 综上，我觉得，如果对付老板的一些工程项目，可以用fluent对付过去但是如果真的做论文，或者需要发表文章，除非是做一些技术性工作，比如优化计算 一般用fluent是不适合的。 我感觉fluent做力的计算是很不错的，做流场结构的计算，即使得出一些涡也不是流场本身性质的反应，做低速流场计算，fluent的优势在于收敛 速度快，但是低速流场计算，其大多数的着眼点在于对流场结构的探索，所以计算得到的结果就要好好斟酌一下了，高速流场的模拟中，一般着眼点在于气动力的结果，压力分布

fluent收敛

计算不收敛的话可能是什么原因呢 如果经过长时间不收敛有两种情况： (1) 由于网格质量不好引起，这需要改进网格；或者 (2) 也有可能已经收敛，但残差曲线并没有下降到要求的标准，此时需要检验特征点上的求解变量的变化，如果很小(达到自己的要求)，可以认为已经收敛。如果开始迭代次数不多即发散： (1) 网格质量不好，需要改进网格，尤其要找到发散点的位置，重点改进该处的网格质量；或者 (2) 调整导致发散的初始变量的值(通常为k,e和能量)，甚至有关方程的松弛因子，使其绕过发散区间，继续运行。 如果仍然发散，你所选用的物理和化学模型稳定性太差，建议在牺牲先进性的前提下，改用其他成熟的模型。 在fluent里，三角形网格的质量一般要小于0.8，计算结果才容易收敛。 转载：利用FLUENT不收敛通常怎么解决? ①、一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛。 ②、FLUENT的收敛最基础的是网格的质量，计算的时候看怎样选择CFL数，这个靠经验 ③、首先查找网格问题，如果问题复杂比如多相流问题，与模型、边界、初始条件都有关系。 ④、有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，曾经作过一个计算反反复复，通过修改网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型，还有老师经常用的方法就是看看哪个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参数。就收敛了 ⑤、A.检查是否哪里设定有误：比方用mm的unit建构的mesh，忘了scale；比方给定的边界条件不合理。B从算至发散前几步，看presure分布，看不出来的话，再算几步, 看看问题大概出在那个区域。 C网格，配合第二点作修正，就重建个更漂亮的，或是更粗略的来处理。D再找不出来的话，换个solver。 ⑥、解决的办法是设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方，若这些地方的参数变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。 ⑦、调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。 上面是关于不收敛的一些解决办法，这几周都在用fluent作冲击换热的计算，最初是用冲击孔的速度初始化时，算了我几天几夜，算了几千步，默认的残差曲线都差不多平了，都在e-5量级了，自己设置的一个监视面却一直变化，最明显看出没收敛的就是冲击孔的气流根本就没有冲下去，每隔1000步我都看一下，

FLUENT 15.0 VOF模型测试报告

ANSYS 15.0 系列测试报告 FLUENT 15.0 VOF模型 测试人：崔亮安世亚太公司 测试时间：2013.12.01

1、仿真平台 HP Z820工作站，Intel Xeon E5-2690 * 2，内存64GB，2TB SATA硬盘。安装ANSYS 15.0 Preview3版本。 2、仿真模型 对某车型上带有底部隔板的油箱，在车辆加速时油箱内燃油晃动的瞬态过程进行瞬态仿真分析，网格单元数约10万，使用FLUENT的VOF模型计算空气和燃油的两相交界面。重点考察FLUENT 15.0中VOF模型的计算效率和两相交界面捕捉精度的提升。 测试案例的几何形状 测试案例的网格模型 3、试用情况 1）.稳定性 在整个试用过程中，软件保持稳定，未出现任何不流畅、死机、系统崩溃等情况。2）.流畅度 模型拖动、旋转、缩放等操作十分流畅，模型设定及求解过程操作十分流畅。 3）.效率 该模型使用0.0005秒的时间步长进行瞬态计算，共计算了2000步，共计1.0秒时长。使用15.0 Preview3版本所用的计算时间为3693秒。之前使用13.0版本计算该模型所用计算时间为4381秒。新版本提速15.7%。 4）.硬件资源调用情况 由于该模型网格数量较少，仅使用单核进行求解计算。在整个计算过程中，单核占用率达到100%，内存占用峰值约为400 MB。之前使用13.0版本计算该模型的内存占用峰值约

为450兆。新版本对内存的峰值占用约为旧版本的90%左右。 5）.计算精度 VOF模型的计算精度体现在两相交界面捕捉的清晰程度，15.0版本的交界面捕捉清晰程度比旧版本略有提升，对于一些较小的气泡有着更好的捕捉能力。 t=0.45s时，15.0版本和13.0版本计算的两相交界面对比 t=0.45s时，15.0版本和13.0版本计算的两相交界面对比 4、总结 在ANSYS 15.0 Preview3版本的试用过程中，对FLUENT 15.0中VOF模型的计算效率提升感到满意，相比较于旧版本，约有15%的计算速度提升，这对缩短仿真分析的周期有极大帮助；还有约10%的内存峰值占用量下降，这对于合理利用现有硬件资源进行更大规模的模型计算有着重要意义。此外，新版本VOF模型的计算精度也有所提升，两相交界面捕捉更加锐利，对于一些较小的气泡，相对于旧版本有着更好的捕捉能力

fluent收敛方案仅供参考

收敛问题 求解器设置 求解器设置主要包括：1、压力-速度耦合方程格式选择2、对流插值3、梯度插值4、压力插值 下面对这几种设置做详细说明。 一、压力-速度耦合方程求解算法 中主要有四种算法：，，， (1)( )半隐式连接压力方程方法，是的默认格式。 (2)()。对于简单的问题收敛非常快速，不对压力进行修正，所以压力松弛因子可以设置为1 (3) ()。对非定常流动问题或者包含比平均网格倾斜度更高的网格适用 (4) ()对非定常流的分步方法。用于格式，及具有相同的特性。 二、对流插值（动量方程） 有五种方法：一阶迎风格式、幂率格式、二阶迎风格式、三阶格式、格式

（1）默认采用一阶格式。容易收敛，但精度较差，主要用于初值计算。 （2） .幂率格式，当雷诺数低于5时，计算精度比一阶格式要高。（3）二阶迎风格式。二阶迎风格式相对于一阶格式来说，使用更小的截断误差，适用于三角形、四面体网格或流动及网格不在同一直线上；二阶格式收敛可能比较慢。 （4）( ).当地3阶离散格式。主要用于非结构网格，在预测二次流，漩涡，力等时更精确。 （5）（）格式。此格式用于四边形/六面体时具有三阶精度，用于杂交网格或三角形/四面体时只具有二阶精度。 三、梯度插值梯度插值主要是针对扩散项。 有三种梯度插值方案：，， . （1）格林-高斯基于单元体。求解方法可能会出现伪扩散。（2）格林-高斯基于节点。求解更精确，最小化伪扩散，推荐用于三角形网格上 （3）基于单元体的最小二乘法插值。推荐用于多面体网格，及基于节点的格林-高斯格式具有相同的精度和格式。 四、压力插值压力基分离求解器主要有五种压力插值算法。

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［引用］ FLUENT中判断收敛的方法 判断计算是否收敛，没有一个通用的方法。通过残差值判断的方法，对一些问题或许很有效，但在某些问题中往往会得出错误的结论。因此，正确的做法是，不仅要通过残差值，也要通过监测所有相关变量的完整数据，以及检查流入与流出的物质和能量是否守恒的方法来判断计算是否收敛。 1、监测残差值。 在迭代计算过程中，当各个物理变量的残差值都达到收敛标准时，计算就会发生收敛。Fluent默认的收敛标准是：除了能量的残差值外，当所有变量的残差值都降到低于10-3 时，就认为计算收敛，而能量的残差值的收敛标准为低于10-6。 2、计算结果不再随着迭代的进行发生变化。 有时候，因为收敛标准设置得不合适，物理量的残差值在迭代计算的过程中始终无法满足收敛标准。然而，通过在迭代过程中监测某些代表性的流动变量，可能其值已经不再随着迭代的进行发生变化。此时也可以认为计算收敛。 3、整个系统的质量，动量，能量都守恒。 在Flux Reports对话框中检查流入和流出整个系统的质量，动量，能量是否守恒。守恒，则计算收敛。不平衡误差少于0.1%，也可以认为计算是收敛的。 FLUENT中残差的概念 残差是cell各个face的通量之和，当收敛后，理论上当单元内没有源项使各个面流入的通量也就是对物理量的输运之和应该为零。最大残差或者RSM残差反映流场与所要模拟流场（只收敛后应该得到的流场，当然收敛后得到的流场与真实流场之间还是存在一定的差距）的残差，残差越小越好，由于存在数值精度问题，不可能得到0残差，对于单精度计算一般应该低于初始残差1e-03以下才好，当注意具体情况，看各个项的收敛情况（比方说连续项不易收敛而能量项容易）。 一般在FLUENT中可以进行进出口流量监控，当残差收敛到一定程度后，还要看进出口流量是否稳定平衡，才可确定收敛与否（翼型计算时要监控升阻力的平衡）。 残差在较高位震荡，需要检查边界条件是否合理，其次检查初始条件是否合理，比如激波的流场，初始条件的不合适会造成流场的振荡。有时流场可能有分离或者回流，这本身是非定常现象，计算时残差会在一定程度上发生振荡，这是如果进出口流量是否达到稳定平衡，也可以认为流场收敛。另外fluent缺省

fluent 经典问题 Fluent 收敛判断和 solver选择

Fluent 收敛判断和solver选择 从https://www.sodocs.net/doc/ab16830556.html,上转过来的，虽然是英语，但是静下心来慢慢读一读能学到很多 问题：---------------------------- Hi! I have tried an external aerodynamic problem in Flunet. In it, I want to know pressure distribution over the wing assembly. I have used Coupled-Implicit-Spalart Allamaras solver with courant number 1 initially. I gave pressure-far-field BC in elliptical boundary around wing assembly which is 10 times larger. After 5000 iterations also, my solution is not converging or continuity and momentum residuals are not coming below 1e-3. They oscillating between 1e-2 and 1e-3. Viscous residual is less than 1e-3. I have changed under relaxation factors, discretization schemes also. Still, I am not able to achieve residual lesser than 1e-4. I want any one users help. I am conveying my advance thanks .......... with regards, vengi. 某人的回答 There's a few things that could be going on. One possible answer is that your model is converged (that's always the happiest answer, isn't it?). The residuals you are looking at are normalized based on the residuals of the first iteration. So if your initial guess is pretty accurate, then your first residuals will be small, and all of your following residuals will be small as well, but since they are normalized according to that first small value, they look large. This typically shows up in the continuity and momentum residuals, and sometimes even in the x, y, and z velocity residuals (at least in the coupled solver). One thing you should be doing with your model is monitoring other factors besides your residuals. If you're looking for the pressure distribution, then define a few points along your airfoil and monitor the pressure at these points. You should also monitor at least the lift of your airfoil. You can find these monitors under solve->monitors. Judge convergence by when these have leveled off. While your model is solving, you will probably have to go in and clear the data in the monitors or adjust the scale of the axis to get a better idea of when they've truly leveled off. That can all be done in the windows where you defined the monitors. Another possibility is that your model isn't converged (the less happy of the answers). If that's the case, then there's lots of possible reasons. One common one is the use of the Coupled Solver in low speed flows. Since the coupled solver

fluent经验总结

1什么叫松弛因子？松弛因子对计算结果有什么样的影响？它对计算的收敛情况又有什 么样的影响？ 1、亚松驰（Under Relaxation）：所谓亚松驰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，为松驰因子（Relaxation Factors）。《数值传热学-214》 2、FLUENT中的亚松驰：由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制的变化。一般用亚松驰方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了的变化量。亚松驰最简 单的形式为：单元内变量等于原来的值加上亚松驰因子a与变化的积, 分离解算器使用亚松驰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驰因子。在FLUENT中，所有变量的默认亚松驰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Rayleigh数自然对流问题），在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。使用默认的亚松驰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，你就需要减小亚松驰因子。有时候，如果发现残差 开始增加，你可以改变亚松驰因子重新计算。在亚松驰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驰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，亚松驰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：粘性和密度的亚松驰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Rayleigh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以使得收敛更容易。 SIMPLE与SIMPLEC比较 在FLUENT中，可以使用标准SIMPLE算法和SIMPLEC（SIMPLE-Consistent）算法，默认是SIMPLE算法，但是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驰迭代时，具体介绍如下: 对于相对简单的问题（如：没有附加模型激活的层流流动），其收敛性已经被压力速

FLUENT不收敛的解决方法

利用FLUENT不收敛通常怎么解决？ ①、一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛。 ②、FLUENT的收敛最基础的是网格的质量，计算的时候看怎样选择CFL数，这个靠经验 ③、首先查找网格问题，如果问题复杂比如多相流问题，与模型、边界、初始条件都有关系。 ④、有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，曾经作过一个计算反反复复，通过修改网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型，还有老师经常用的方法就是看看哪个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参数。就收敛了 ⑤、A.检查是否哪里设定有误：比方用mm的unit建构的mesh，忘了scale；比方给定的边界条件不合理。B从算至发散前几步，看presure分布，看不出来的话，再算几步, 看看问题大概出在那个区域。 C网格，配合第二点作修正，就重建个更漂亮的，或是更粗略的来处理。D再找不出来的话，换个solver。 ⑥、解决的办法是设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方，若这些地方的参数变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。 ⑦、调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。 亚松弛因子对收敛的影响 所谓亚松驰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，为松驰因子（Relaxation Factors）。《数值传热学-214》 FLUENT中的亚松驰：由于FLUENT所解方程组的非线性，我们有必要控制变化。一般用亚松驰方法来实现控制，该方法在每一部迭代中减少了变化量。亚松驰最简单的形式为：单元内变量等于原来的值加上亚松驰因子a与变化的积： 分离解算器使用亚松驰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驰因子。 在FLUENT中，所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。这个值适合于很

fluent使用总结

3.1计算流体力学基础与FLUENT软件介绍 3.1.1计算流体力学基础 计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)是利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的数学方程，揭示流体运动的物理规律，研究定常流体运动的空间物理特性和非定常流体运动的时空物理特征的学科[}ss}。其基本思想可以归纳为:把原来在时间域和空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关十这些离散点上场变量之间的关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值[f=}}l 计算流体力学可以看作是在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下对流动的数值仿真。通过这种数值仿真，可以得到流场内各个位置上的基本物理量(如速度、压力、温度和浓度等)的分布以及这些物理量随时间的变化规律。 还可计算出相关的其它物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。此外，与CAD联合还可进行结构优化设计等。 过去，流体力学的研究主要有实验研究和理论分析两种方法。实验研究主要以实验为研究手段，得到的结果真实可信，是理论分析和数值计算的基础，其重要性不容低估。然}fu实验往往受到模型尺寸、流场扰动和测量精度等的限制，有时可能难以通过实验的方法得到理想的结果。此外，实验往往经费投入较大、人力和物力耗费较大及周期较长;理论分析方法通常是利用简化的流动模型假设，给出所研究问题的解析解或简化方程。然}fu随着时代的发展，这些方法已不能很好地满足复杂非线性流体运动规律的研究。理论分析方法的优点是所得结果具有普遍适用性，各种影响因素清晰可见，是指导试验研究和验证新的数值计算方法的理论基础。但是，它往往要求对计算对象进行抽象和简化，才有可能得出理论解。}fU对十非线性情况，只有少数流动才能得到解析结果。 计算流体力学方法很好地克服了前面两种方法的弱点，与传统的理论分析方法、实验研究方法一同组成了研究流体流动问题的完整体系。计算流体力学的发展，先后经历 2 FLUENT软件介绍 FLUENT软件是由美国FLUENT公司开发的著名的CFD计算分析软件，在航空、航天、透平机械、汽车、船舶、机械、化工、石化、计算机、半导体、能源、医学等领域得到了广泛的应用。能够解决流动、传热、化学反应、燃烧、多相流、旋涡流动等问题。 FLUENT软件研究的流动模型包括了定常和非定常流动，层流(包括各种非牛顿流模型)，紊流(包括最先进的紊流模型)，不可压缩和可压缩流动，传热和化学反应等。FLUENT软件设计基于“CFD计算机软件群的概念”，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。不同领域的计算软件组合起来，成为CFD软件群，从而高效率地解决各个领域的复杂流动的计算问题，在各软件之间可以方便地进行数值交换，采用统一的前后处理工具，省去了科研工作者在计算方法、编程、前后处理等方面投入的重复、低效的劳动，而可以将主要精力用十物理问题本身的探索上。 流体有限体积法(Finite V olume Method，简称FVM)是目前计算流体动力学领域内应用最普遍的一种对偏微分方程组的离散方法。FLUENT软件就是采用C语言编写的基于非结构化网格和有限体积法的通用CFD求解器，它推出了多种优化的物理模型，如定常和非定常流动;层流(包括各种非牛顿流模型);紊流(包括最先进的紊流模型);不可压缩和可压缩流动;传热;化学反应等。对每一种物理问题的流动特点，有适合它的数值解法，用户可对显式或隐式差分格式进行选择，以期在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳。 在FLUENT 5.0之后的版本中，都采用GAMBIT的专用前处理软件。GAMBIT软件是面向CFD的专业前处理器软件，它包含全面的几何建模能力，也可以从主流的CAD/CAE软件导入几何体和网格，GAMBIT强大的布尔运算能力为建立复杂的几何模型提供的极大的方便。GAMBIT功能强大的网格划分工具，可以划分出包含边界层等CFD特殊要求的高质量的网格。GAMBIT中专有的网格划分算法可以保证在较为复杂的几何区域直接划分出高质量的六面体网格。GAMBIT中的TGRID方法可以在极其复杂的几何区域中划分出与相邻区域网格连续的完全非结构化的网格，GAMBIT网格划分方法的选择完全是智能化的，在选择一个几何区域后GAMBIT会自动选择最合适的网格划分算法，使网格划分过程变得极为容易。 通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。

fluent过来人经验谈之continuity不收敛的问题

continuity不收敛的问题 （1）连续性方程不收敛是怎么回事？ 在计算过程中其它指数都收敛了，就continuity不收敛是怎么回事。 这和fluent程序的求解方法SIMPLE有关。SIMPLE根据连续方程推导出压力修正方法求解压力。由于连续方程中流场耦合项被过渡简化，使得压力修正方程不能准确反映流场的变化，从而导致该方程收敛缓慢。 你可以试验SIMPLEC方法，应该会收敛快些。 在计算模拟中，continuity总不收敛，除了加密网格，还有别的办法吗？别的条件都已经收敛了，就差它自己了，还有收敛的标准是什么？是不是到了一定的尺度就能收敛了，比如10－e5具体的数量级就收敛了 continuity是质量残差，具体是表示本次计算结果与上次计算结果的差别，如果别的条件收敛了，就差它。可以点report，打开里面FLUX选项，算出进口与出口的质量流量差，看它是否小于0.5%.如果小于，可以判断它收敛. (2) fluent残差曲线图中continuity是什么含义？ 是质量守恒方程的反映，也就是连续性的残差。这个收敛的快并不能说明你的计算就一定正确，还要看动量方程的迭代计算。表示某次迭代与上一次迭代在所有cells积分的差值，continuty表示连续性方程的残差 (3) 正在学习Fluent,模拟圆管内的流动，速度入口，出口outflow 运行后xy的速度很快就到1e-06了，但是continuity老是降不下去，维持在1e-00和1e-03之间，减小松弛因子好像也没什么变化大家有什么建议吗？ 你查看了流量是否平衡吗？在report->flux里面操作，mass flow rate，把所有进出口都选上，compute一下，看看nut flux是什么水平，如果它的值小于总

FLUENT软件学习报告

FLUENT软件学习报告 一、软件简介 CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压 FLUENT能达到最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。 从本质上讲，FLUENT只是一个求解器。FLUENT本身提供的主要功能包括导入网格模型、提供计算的物理模型、施加边界条件和材料特性、求解和后处理。FLUENT支持的网格生成软件包括GAMBIT、TGRid、prePDF、GeoMesh和其他CAD/CAE软件包。 二、软件使用方法 本学习报告将以一简单算例—台阶运动演示FLUENT软件与GAMBIT及CAD 的结合使用。 2.1 物理模型 二维后台阶运动的计算区域如图2-1所示。计算区域为0.4m×1.2m,台阶长度为0.2m，高度为0.1m。 2.2在CAD中生成几何模型 在CAD中按下列步骤生成如图2-1几何模型：

（1）绘制求解区域形状。 （2）调用PEDIT命令，将构成台阶及边界的线生成多段线。 （3）调用REGION命令，将多段线形成的封闭区间生成区域。 （4）调用EXPORT命令，将绘图结果导出为ASCI格式文件命名为台阶，以便在GAMBIT中进行后续处理。 图2-2是在AUTOCAD中绘制的后台阶绕流的几何模型，该结果包含一个局域。 2.3在GAMBIT中划分网格 在AUTOCAD中生成了一个二维台阶的几何模型，该模型包含一个区域，现在转入到GAMBIT中进行网格划分。 按照导入几何模型、生成流体区域、划分网格、定义边界类型和区域类型的步骤完成GAMBIT划分网格的工作。网格划分完成后输出保存为MSH格式的网格文件。绘制结果如图2-3. 图2-3 网格

Fluent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。 ? 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)、Energy(能量方程)、 V olume 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1.0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。 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)。

建筑群风场fluent计算分析大作业

建筑群风场fluent计算分析大作业 一、建筑群风场分析目的及计算模型的选取 1、建筑群风场分析的目的 随着城市人口的集中和建筑技术的发展，建筑物之间的间距也变得越来越小，这些建筑物对周围环境风场的影响较大，风力载荷正成为建筑群设计中必须考虑的重要因素。风对建筑物以及建筑物周围环境的影响具体表现为以下几点： （1）在建筑物比较密集的地方，建筑物改变了原来的风场，在相同条件下，建筑物周围的局部风速增大。 （2）风力载荷是一种随机载荷, 受建筑物高度、风向、风的强度以及持续时间的影响很大。高层建筑物周围的局部负压过大, 使得建筑物顶局部掀起或装饰玻璃破碎、脱 落。 （3）建筑物的外轮廓形状一般都是非流线形的, 因而流场不可避免地伴随有分离流动、涡的脱落和振荡.这些现象会在建筑物的居室产生严重的噪音, 更严重时还会引起结 构和流体的耦合震荡。 因此，研究建筑群风场的速度分布、静压分布十分有必要。 2、计算模型选择 当建筑物是钝体，空气绕过钝体时的风场和绕过流线体时存在着分离流和剪切层的非定常振动，钝体周围流场十分复杂，是由撞击、分离、再附、环绕和旋涡等确定的。另外，建筑物通常建造在大气边界层。在大气边界层中，气流质点运动杂乱无章，气流流动表现为湍流状态。湍流是由大小不同尺度的涡体叠合而成，对时间和空间都是非线性的随机运动的，因此使用湍流模型解决此问题。在湍流模型中，基于Reynolds时均的Realizable K-ε模型能

在整体上很好地反映出建筑物表面风压的变化趋势，模拟结果与试验值相差较小且计算效率高，所以选用该模型。 二、计算模型设置 1、边界条件选取 计算流域入流处采用 FLUENT 中的速度进口边界条件（velocity-inlet ）。边界条件用于定义在流动进口处的流动速度及相关其它标量型流动变量。该边界条件适用于不可压缩流动，对于可压缩流动问题时会使得入口处的总温度或总压有一定的波动，导致非物理结果，所以可压缩流问题不适合采用速度进口边界条件。本文为不可压缩流，可采用以 velocity-inlet 边界。需对流动速度 v 、k 和ε定义。设建筑物所在地形为B 类地形，其风场为B 类风场，10m 高度处、10min 平均的基本风压为 w0=0.35kPa ，相应的标准高度处平均风速为u0＝23.7m/s ；则人口处的湍流强度I 、湍流动能K 和湍流耗散率 ε的具体表达式如下 21.5()k u I =?； 3342 0.09k l ε=； 0.250.3150.1()5450450z I z z -≤??=?<≤?? 其中z ，u 分别是流域中任意高度和对应的平均风速，z 由模型底部开始算起。l 为湍流积分尺度，采用经验公式0.5100(l z =。平均风速剖面、湍动能，c 和耗散率 值采用Fluent 提供的UDF 编程与Fluent 作接口实现。 出口采用完全发展出流边界条件（outflow ）。Outflow 边界条件用于出流边界上的压力或速度都未知的情况，适用于出口处流动是完全发展的情况。 计算流域顶部和两侧采用对称边界条件（symmetry ），适用于流动及传热场是对称的

Fluent后处理分析

第四章Fluent后处理 利用FLUENT 提供的图形工具可以很方便的观察CFD 求解结果，并得到满意的数据和图形，用来定性或者定量研究整个计算。本章将重点介绍如何使用这些工具来观察您的计算结果。 1 生成基本图形 在FLUENT中能够方便的生成网格图、等值线图、剖面图,速度矢量图和迹线图等图形来观察计算结果。下面将介绍如何产生这些图形。 一、生成网格图 生成网格或轮廓线视图的步骤 (1)打开网格显示面板 菜单：Display –〉Grid... 图4-1 网格显示对话框 (2)在表面列表中选取表面。点击表面列表下的Outline 按钮来选择所有“外”表面。如果所有的外表面都已经处于选中状态，单击该按钮将使所有外表面处于未选中的状态。点击表面列表下的Interior 按钮来选择所有“内”表面。同样，如果所有的内表面都已经处于选中状态，单击该按钮将使所有内表面处于未选中的状态。 (3)根据需要显示的内容，可以选择进行下列步骤： 1)显示所选表面的轮廓线，在图4-1所示的对话框中进行如下设置：在Options 项选择Edges，在Edge Type 中选择Outline。 2)显示网格线,在Options 选择Edges，在Edge Type 中选择ALL。 3)绘制一个网格填充图形,在Options 选择Faces。显示选中面的网格节点,在Options 选择Nodes。

(4)设置网格和轮廓线显示中的其它选项。 (5)单击Display 按钮，就可以在激活的图形窗口中绘制选定的网格和轮廓线。 二、绘制等值线和轮廓图 生成等值线和轮廓的步骤： 通过图4-2 所示的等值线对话框来生成等值线和轮廓。 菜单：Display –〉Contours... 图4-2 等值线对话框 生成等值线或轮廓的基本步骤如下： (1) 在Contours Of 下拉列表框中选择一个变量或函数作为绘制的对象。首先在上面的列表中选择相关分类；然后在下面的列表中选择相关变量。 (2) 在Surfaces 列表中选择待绘制等值线或轮廓的平面。对于2D情况，如果没有选取任何面，则会在整个求解对象上绘制等值线或轮廓。对于3D情况，至少需要选择一个表面。 (3) 在Levels 编辑框中指定轮廓或等值线的数目。最大数为100。 (4) 如果需要生成一个轮廓视图，请在Option 中选中Draw Profiles 选项。在轮廓选项对话框中(如图4-3)，可以如下定义轮廓：