Question

用fluent求解水力旋流器非稳态时…每个时间步长迭代的次数越来越多…算到后面迭代至收敛的次数有没

用fluent求解水力旋流器非稳态时…每个时间步长迭代的次数越来越多…算到后面迭代至收敛的次数有没有可能下降？因为我听别人说他每个时间步长迭代的次数是越来越少的…后面还可以每一步都收敛…

Answer 1

你所谓的收敛是靠残差确定的吗？残差不是判断收敛的绝对依据，是否收敛需要从模型自身的计算结来判定。你说的随着步长增加，迭代次数减少可能是因为残差监控到较小残差后自动默认收敛，而后直接跳到下一个步长计算中。是吗？
本质上讲，非稳态计算就是稳态计算加了非稳态项计算，一方面残差不能直接用来判断收敛与否，另一方面，每个步长迭代次数过少一定会导致计算失真，我也有过类似经历，每个步长只迭代一次，还挺美以为节约了不少时间，其实计算结果明显有问题。我的建议是，把残差监控的最小值改小些，保证每个步长迭代次数保证10步以上，我不清楚你的模型，有必要还是保证20步。如果想提高计算效率，如果你用的是VOF模型，可以观察一下计算中显示的Courant number，如果逐渐减小了，那么可以适当增大步长时间，举个例子，第1秒每个步长0.001s，1000步后，可以改为0.002s，那么第2秒只需要算500步。
希望对你有帮助。

追问

你好…我用的是mixture模型…外加滑移网格的动态水力旋流器…我的时间步长是0.0001，开始每个时间步长迭代10次…残差就能降低到10的负3以下，现在每步必须迭代50次左右才能达到这个精度…这样的话我得算好久…后面降到规定残差数量级的迭代次数有可能减小吗？我现在很矛盾要不要坚持算下去…我已经跑了2周了…才跑了0.8秒

大神？

追答

每步迭代20步就可以，残差不需要小于0.001，而小于0.001也不意味着一定收敛了，它并不直接反映收敛情况，适当调小最小残差值，只要保证每步迭代20次并不发散即可。
如果残差偏大，还可以适当调小momentum的亚松弛因子，待残差稳定后，再恢复默认亚松弛因子。这个方法还可以适当增大步长时间的同时保证收敛。我不知道你的模型具体是什么，或许你的步长时间设置的太小了。
建议你试试下面的方法：momentum亚松弛因子设置为0.2，然后分别取步长时间改为0.0005s、0.001s和0.002s或者更大（注意，不是越大越好，也不是越小越好，太大计算失真，太小同样也会失真），计算一定步数，直到残差值稳定变化（残差当然小些好，但对于有些时候，只要不超过10就行，所以不要把残差看着收敛的唯一标准）对比一下计算结果是否收敛且合理，这样就可以节约时间了。
另外，Mixture模型应该是多相流中计算最快的模型了，如果你发现你的问题计算时间特别长，多少是因为你的模型1. 模型本身过于复杂（可适当简化）； 2. 网格划分不合理（数量过多，梯度小的地方可适当减少网格数量）；3. 步长时间设置太大（我曾经犯过类似错误，模拟一个非稳态温度场，最初步长设置0.01s，后来模拟了N天发现有问题，后来逐步增大步长时间，最后发现步长时间取1h最合理）。

希望对你有帮助。

追问

谢谢大神…