【小白的CFD之旅】12 敲门实例【续2】

接上文【小白的CFD之旅】敲门实例【续】

主要内容

3 Solution
3.1 Solution Methods
3.2 Solution Controls
3.3 Monitors
3.4 Report Definitions
3.5 Report Files
3.6 Report Plots
3.7 Solution Initialization
3.8 Calculatin Activities
3.9 Run Calculation

3 Solution

3.1 Solution Methods

模型树节点Solution Methods主要设置模型的离散算法。如图所示。



设置面板中包含的元素：

• Pressure-Velocity Couping：压力-速度耦合算法选择
• Spatial Discretization：空间离散算法设置
  • Gradient：设置梯度项离散算法
  • Pressure：设置压力项离散算法
  • Momentum：设置动量方程离散方法
  • Turbulent Kinetic Energy：设置湍动能离散方法
  • Turbulent Dissipation Rate：设置湍流耗散率离散方法
  • Energy：设置能量方程离散方法
• Transient Formulation：设置瞬态项格式（仅用于瞬态计算）
• Non-Iterative Time Advancement：无迭代时间推进算法（仅用于瞬态计算）
• Pseudo Transient：伪瞬态算法
• Warped-Face Gradient Correction：17.0版本新增功能，用于提高低质量网格计算精度
• High Order Term Relaxation：高阶项松弛

对于本案例，设置Pressure-Velocity Coupling为Coupled，激活Pseudo Transient及Warped-Face Gradient Correction，如上图所示。

3.2 Solution Controls

模型树节点Solution Controls主要用于设置求解控制参数，如亚松弛因子，用于控制收敛过程。如图所示。



图中参数说明：

• Relaxation Factors：设置各求解参数的亚松弛因子。根据前面选择的求解算法，亚松弛项目也有差异。
• Equations…：设置求解的方程
• Limits…：设置一些物理量的限制值
• Adanced…：设置一些高级控制项
  

  注意：FLUENT会根据前面的模型设置参数给出一些优化的求解控制参数，因此在实际工程中很少调整这些控制参数。对于新手来讲，默认控制参数即可。本例采用默认参数。

3.3 Monitors

利用模型树节点Monitors可以在计算过程中监测一些物理量的变化。本例设置监测两个入口压力值及出口温度标准差。Monitors设置面板如下图所示。



设置面板中的一些参数：

• Residuals,Statistic and Force Monitors：监测残差、统计值以及各种力
• Surface Monitors：监测面上的各种参数值
• Volume Monitors：监测体上的各种参数值
• Covergence Monitors：收敛监测，通过前面的监测参数来判断计算是否收敛

本例中监测三个面参数，利用Surface Monitors下方的Create按钮进行创建。鼠标选择此按钮后，如下图所示。



定义三个Monitors，步骤包括：

1. 点击Surface Monitors下的Create…按钮

   • Name：设置为p-inlet-y
   • Plot Windws：设置为2
   • Report Type：设置为Area-Weighted Average
   • Field Variable：设置为Pressure及Static Pressure
   • Surface：选择inlet-y

2. 点击Surface Monitors下的Create…按钮

   • Name：设置为p-inlet-z
   • Plot Windws：设置为3
   • Report Type：设置为Area-Weighted Average
   • Field Variable：设置为Pressure及Static Pressure
   • Surface：选择inlet-z

3. 点击Surface Monitors下的Create…按钮

   • Name：设置为t-dev-outlet
   • Plot Windws：设置为4
   • Report Type：设置为Standard Deviation
   • Field Variable：设置为Temperature及Static Temperature
   • Surface：选择outlet

3.4 Report Definitions

模型树节点Report Definitions用于定义报告的输出，本案例不进行此定义。

3.5 Report Files

无需设置

3.6 Report Plots

无需设置

3.7 Solution Initialization

利用模型树节点Solution Initialization可对计算域进行初始化。FLUENT提供了两种初始化方法：

• Hybird Initialization：通过各种不同的插值方式获得计算域中的初始值。如利用求解拉普拉斯方程的方式获取初始速度场与压力场
• Standard Initialization：直接定义各未知物理量的初始值
  
  
  
  本案例采用Hybird Initialization方式进行初始化，如上图所示，选择Initialize按钮进行初始化。此时在图形窗口中可能会出现如下图所示的警告信息，不过这仅仅只是提示拉普拉斯方程没有收敛，大可以忽略。
  
  

  对于稳态计算，初始值不会影响最终计算结果，但是会影响收敛过程，严重偏离实际的初始值可能会导致计算收敛缓慢甚至发散。对于瞬态计算，初始值会影响到后续的计算结果。

3.8 Calculatin Activities

模型树节点Calculation Activities节点主要用于设置计算过程中自动刚保存、运行命令及保存动画。本案例无需设置此节点。

3.9 Run Calculation

选择模型树节点Run Calculation，如图所示。

• 设置Number of Iterations为350，点击按钮Calculate进行迭代计算。
  
  

注：由于案例较长，因此将其拆散为多篇

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