ANSYSCFX

培訓(xùn)教材第三節(jié)：求解器設(shè)置安世亞太科技（北京）有限公司ANSYSCFX培訓(xùn)教材安世亞太科技（北京）有限公司概要初始化Initialization求解器控制SolverControl輸出控制OutputControl求解器管理SolverManager注:這章的重點(diǎn)在穩(wěn)態(tài)模擬的求解器設(shè)置.瞬態(tài)模擬的設(shè)置在后續(xù)章節(jié).概要注:這章的重點(diǎn)在穩(wěn)態(tài)模擬的求解器設(shè)置.瞬態(tài)模擬的設(shè)置迭代求解的過程需要在計(jì)算前對所有的求解變量指定一個初始值合理的初值可以減少求解時間在個別情況下，不合理的初值可能在計(jì)算開始的幾步就導(dǎo)致求解失敗設(shè)置初值的3個方法:求解器自動計(jì)算初值手動輸入初值以計(jì)算結(jié)果作為初值可以對每個domain進(jìn)行初值設(shè)置，也可以對所有domain設(shè)置全局初值初始化迭代求解的過程需要在計(jì)算前對所有的求解變量指定一個初始值初始初始化–設(shè)置初值在工具欄中點(diǎn)擊插入GlobalInitialisation或右鍵

FlowAnalysis1選擇插入GlobalInitialisation編輯各個Domain，設(shè)置不同初值當(dāng)兩者都定義，局部初值定義優(yōu)先固體domain必須進(jìn)行處置設(shè)定初始化–設(shè)置初值在工具欄中點(diǎn)擊插入GlobalIniti初始化–設(shè)置初值初值選項(xiàng)為Automatic，表示CFX-Solver會為求解變量計(jì)算一個初值.將基于邊界條件和domain的設(shè)置初值選項(xiàng)為AutomaticwithValue，表示CFX-Solver

以設(shè)定的值作為求解變量的計(jì)算初值.可以是常數(shù)或表達(dá)式當(dāng)以計(jì)算結(jié)果作為初值時，以上設(shè)置失效.初始化–設(shè)置初值初值選項(xiàng)為Automatic，表示CFX-初始化

–以計(jì)算結(jié)果為初值啟動Solver時，可以勾選一計(jì)算結(jié)果作為流場計(jì)算的初值可以提供多個初值文件當(dāng)模擬一個體系時，可以以體系的每個組件的計(jì)算結(jié)果作為相應(yīng)組件的計(jì)算初值通常，每個文件應(yīng)該是空間分離的最好求解器輸入文件的domains與多初值文件的domains不重疊初始化–以計(jì)算結(jié)果為初值啟動Solver時，可以勾選一計(jì)求解器控制–編輯求解器控制–編輯求解器控制面板——包括影響求解器的各種控制這些控制影響求解精度、求解穩(wěn)定性以及求解時間求解器控制–選項(xiàng)求解器控制面板——包括影響求解器的各種控制求解器控制–選求解器控制–對流格式對流項(xiàng)格式指在輸運(yùn)方程中對對流項(xiàng)的數(shù)值離散方法三種可供選擇的格式：HighResolution,Upwind和

SpecifiedBlend后續(xù)將有討論默認(rèn)的HighResolution格式，一般不作修改UnsteadyAdvectionDiffusionGeneration求解器控制–對流格式對流項(xiàng)格式指在輸運(yùn)方程中對對流項(xiàng)的數(shù)值求解器控制–對流格式理論求解數(shù)據(jù)儲存在節(jié)點(diǎn)(nodes)上,但是在計(jì)算控制體面上的變量流時，會用到面上的變量值上游節(jié)點(diǎn)值(fup)會被插值到控制體的面上節(jié)點(diǎn):這里

是變量梯度，

是上游節(jié)點(diǎn)到插值節(jié)點(diǎn)的矢量換言之,ip

點(diǎn)的值等于up上游的值+一基于梯度的修正0<b<1…求解器控制–對流格式理論求解數(shù)據(jù)儲存在節(jié)點(diǎn)(nodes)求解器控制–對流格式理論如果b=0得到迎風(fēng)(upwind)對流格式,即無修正求解收斂性較好，但僅有一階精度通常用這種方法作初步計(jì)算指定混合格式，指定

b

值(0~1),(即.介于無修正到全修正)容易出現(xiàn)超過或者低于實(shí)際物理值的結(jié)果Highresolution：在整個流體域中，b值一直保持最大與物理值基本保持一致TheoryHighResolutionSchemeUpwindScheme=1.00Flowismisalignedwithmesh01求解器控制–對流格式理論如果b=0得到迎風(fēng)(upw求解器控制–湍流湍流方程的離散格式默認(rèn)的為迎風(fēng)(Upwind)格式通常的應(yīng)用足夠也能采用高精度的求解格式對非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的邊界層計(jì)算中會得到更精確的計(jì)算結(jié)果求解器控制–湍流湍流方程的離散格式默認(rèn)的為迎風(fēng)(Upwi收斂控制當(dāng)求解器達(dá)到最大的迭代步數(shù)以后，求解結(jié)束達(dá)到最大求解步，但是為獲得收斂結(jié)果可以設(shè)較多的迭代步數(shù)求解結(jié)束后，需要檢查求解結(jié)束的原因在穩(wěn)態(tài)模擬中，需要設(shè)置流體的時間步…收斂控制當(dāng)求解器達(dá)到最大的迭代步數(shù)以后，求解結(jié)束ANSYSCFX采用的是所謂的“偽瞬態(tài)算法”時間步是完成求解的每個時間段在穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算中，時間步提供了非線性方程的松弛因子一個穩(wěn)態(tài)的模擬是從初始值到穩(wěn)態(tài)解的瞬態(tài)演變過程收斂的結(jié)果與所使用的時間步無關(guān)InitialGuess50iterations100iterations150iterationsFinalSolution求解器控制–時間步ANSYSCFX采用的是所謂的“偽瞬態(tài)算法”Initia時間步在CFX的計(jì)算中，起了非常重要的作用如果時間步太大，收斂困難，甚至?xí)?jì)算失敗如果時間步太小，收斂速度將降低，時間代價(jià)較大求解器控制–時間步時間步在CFX的計(jì)算中，起了非常重要的作用求解器控制–時求解器控制–時間步對對流項(xiàng)占主導(dǎo)的流動，可以將流體在流體區(qū)域的駐留時間作為時間步最佳時間步：取長度尺度/速度尺度的

1/3對復(fù)雜物理現(xiàn)象的流動，超音速流動等等，在開始迭代的幾步可能需要較小的時間步對旋轉(zhuǎn)機(jī)械,推薦時間步取1/(的單位為rad/s)對浮力驅(qū)動流,時間步應(yīng)該是基于重力,熱膨脹率,溫差和長度尺度等各種量的函數(shù)求解器控制–時間步對對流項(xiàng)占主導(dǎo)的流動，可以將流體在流體時間步有三種：AutoTimescale,PhysicalTimescale

或

LocalTimescaleFactorPhysicalTimescale指定時間步.可以指定時間步為常數(shù)，也可以指定為表達(dá)式可以設(shè)置比AutoTimescale更合理的時間步—可以更快收斂求解器控制–時間步時間步有三種：AutoTimescale,Physica求解器控制–時間步AutoTimescale基于邊界/初始條件或domain的長度尺度，求解器計(jì)算出的時間步對計(jì)算域長度尺度的估算有兩種方式Conservative

或

Aggressive

，或可以給一個指定的值流場改變時，時間步會在幾步迭代后得到更新可以設(shè)置一個最大時間步為時間步上限時間步會趨向于保守的時間步值時間步因子(Timescalefactor)(默認(rèn)值為1)是個乘數(shù)因子，用于自動調(diào)節(jié)時間步求解器控制–時間步AutoTimescale局部時間步因子LocalTimescaleFactorDomain中不同的地方，時間步不同

當(dāng)局部時間差別較大時，可以加速收斂如.高壓噴射模擬用于網(wǎng)格大小基本一致的情況,因?yàn)樾〉木W(wǎng)格對應(yīng)于小的時間尺度，這樣會使收斂變慢LocalTimescaleFactor是局部時間步的乘數(shù)因子不能以局部時間步完成求解(一般用于計(jì)算的過程);完成計(jì)算的時間步一般都是以常數(shù)時間步(constanttimescale).局部時間步LocalTimescale=局部網(wǎng)格尺度LocalMeshLengthScale局部速度尺度LocalVelocityScale在高速/高質(zhì)量網(wǎng)格處采用較小的時間步求解器控制–時間步局部時間步因子LocalTimescaleFactor局求解器控制–收斂標(biāo)準(zhǔn)收斂標(biāo)準(zhǔn)用于判別求解是否收斂，以及是否停止求解器的運(yùn)行假定最大的迭代步數(shù)未達(dá)到殘差是求解方程應(yīng)達(dá)到的精度求解的過程是從初始解逐漸逼近理論上的精確解，但是永遠(yuǎn)不能達(dá)到精確解小的殘差設(shè)置=高的方程求解精高的方程精確求解≠整個求解的高精度–取決于方程對真實(shí)系統(tǒng)的描述是否合適!殘差是表征精度高低的一個量度，其它的量度還有:監(jiān)測點(diǎn)和不平衡量求解器控制–收斂標(biāo)準(zhǔn)收斂標(biāo)準(zhǔn)用于判別求解是否收斂，以及是連續(xù)的控制方程被離散為一系列可以求解的線性方程.這些線性方程可以寫為:[A][Φ]=[b]

這里[A]是系數(shù)矩陣

，[Φ]是求解變量將方程寫為下列形式:

[A][Φ]-[b]=[0]如果以[R]表示數(shù)值計(jì)算的殘差矢量，那么有:

[A][Φ]-[b]=[R]殘差面板可顯示每個控制體的平均或者最大殘差求解器控制–殘差連續(xù)的控制方程被離散為一系列可以求解的線性方程.這些線性殘差類型MAX:收斂曲線基于控制體的最大殘差值RMS:收斂基于所有控制體的平均殘差RMS(RootMeanSquare)=殘差目標(biāo)合理的殘差目標(biāo)：MAX應(yīng)達(dá)到1.0E-3,RMS應(yīng)達(dá)到1.0E-4根據(jù)所需精度確定殘差目標(biāo)殘差目標(biāo)越小需要的計(jì)算精度越高求解器控制–殘差殘差類型求解器控制–殘差求解器控制–收斂目標(biāo)設(shè)定守恒目標(biāo)(ConservationTarget)=設(shè)定全局的非平衡量目標(biāo)非平衡量表征流體域內(nèi)所有量(質(zhì)量,動量,能量)的守恒性對收斂解FluxIn=FluxOut建議在求解的過程中，設(shè)置守恒目標(biāo)和/或守恒監(jiān)測有了守恒目標(biāo),求解器必須在既滿足殘差目標(biāo)，又滿足守恒目標(biāo)下才能停止求解(假定最大迭代次數(shù)未達(dá)到)守恒目標(biāo)設(shè)為0.01(1%)或更小FluxIn–FluxOut<1%求解器控制–收斂目標(biāo)設(shè)定守恒目標(biāo)(Conservation總時間控制(ElapsedTimeControl)可以為求解指定一個最大的總時間(wallclocktime)計(jì)算的時間到了這個時間以后，不論求解收斂與否都會停止中斷控制(InterruptControl)指定另外的停止計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)(通過CEL表達(dá)式的方法)當(dāng)表達(dá)式的值為

true

時，求解器停止計(jì)算Anyvalue>=0.5為true求解器控制例如若溫度超過一個指定的值if(areaAve(T)@wall>200[C],1,0)做動網(wǎng)格的時候，網(wǎng)格質(zhì)量下降到一個指定的值詳情，見CEL章總時間控制(ElapsedTimeControl)求解器用于當(dāng)求解域中包含固體域時，對固體時間步的設(shè)置固體時間步要大于流體時間步(至少100倍)固體域內(nèi)能量方程非常穩(wěn)定固體時間步遠(yuǎn)大于流體時間步求解器控制–固體域時間步控制流體時間步的估算：LengthScale/VelocityScale固體時間步是基于長度尺度,導(dǎo)熱系數(shù)，密度和比熱的函數(shù)也可以選擇物理時間步或者直接給一個時間步用于當(dāng)求解域中包含固體域時，對固體時間步的設(shè)置求解器控制–方程的分類設(shè)置(EquationClassSettings)按鈕

提供一個高級的選擇，用于對某些方程進(jìn)行特別的求解控制一般不用將取代在BasicSettings中對相應(yīng)方程的控制設(shè)置高級選項(xiàng)(AdvancedOptions)高級求解器控制選項(xiàng)極少用到求解器控制–方程的分類設(shè)置方程的分類設(shè)置(EquationClassSetting輸出控制–結(jié)果輸出控制(OutputControl)用于控制輸出的量TrnResults,TrnStats和Export按鈕僅僅用于瞬態(tài)模擬的情況，以后再講Results按鈕控制最終的結(jié)果文件(.res)不推薦通過SelectedVariables(或None!)的方式進(jìn)行結(jié)果輸出控制.可能導(dǎo)致后處理數(shù)據(jù)不足輸出方程殘差(OutputEquationResiduals),用于檢查計(jì)算的收斂性額外的輸出變量列表(ExtraOutputVariablesList),選擇沒有包含于標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果文件的變量例如.渦量(Vorticity)輸出控制–結(jié)果輸出控制(OutputControl)可以調(diào)整輸出頻率輸出控制–備份Backup按鈕用于控制求解器是否以及何時自動的寫出備份文件推薦用于計(jì)算時間較長的情況，如出現(xiàn)斷電、網(wǎng)絡(luò)問題等選項(xiàng):Standard:等同于完整的結(jié)果文件Essential:允許完全重算Smallest:允許重啟求解器，以某計(jì)算結(jié)果為初值計(jì)算SelectedVariables:不推薦也能在任何時候通過求解器管理器手動的寫出備份文件可以調(diào)整輸出頻率輸出控制–備份Backup按鈕用于控制求解監(jiān)測(Monitor)鍵用于監(jiān)測點(diǎn)的創(chuàng)建求解器運(yùn)行時，監(jiān)測關(guān)心的值的變化趨勢CartesianCoordinates選項(xiàng)用于監(jiān)測在一個指定點(diǎn)的變量變化趨勢Expression選項(xiàng)用于監(jiān)測CEL表達(dá)式的值如.計(jì)算進(jìn)口邊界上的面積平均的Cp值：

areaAve(Cp)@inlet如.某流體通過出口的質(zhì)量流:oil.massFlow()@outlet在穩(wěn)態(tài)模擬中，可以創(chuàng)建任何關(guān)心量的監(jiān)測可以作為判斷計(jì)算是否收斂的另一個標(biāo)準(zhǔn)：監(jiān)測量的值不再改變輸出控制–監(jiān)測監(jiān)測(Monitor)鍵用于監(jiān)測點(diǎn)的創(chuàng)建輸出控制–監(jiān)測CFX-SolverManager用于:定義求解交互式的控制CFX-Solver觀察求解信息輸出數(shù)據(jù)求解器管理器CFX-SolverManager用于:求解器管理器定義新的求解求解器輸入文件應(yīng)該是.def文件也可以采用.res,.bak或者_(dá)full.trn文件，重啟以前未完成的求解當(dāng)改變了物理設(shè)置后再計(jì)算，可以創(chuàng)建一個新的.def文件

，然后選擇.res,.bak或_full.trn文件作為初值進(jìn)行計(jì)算若物理設(shè)置未改變,這個操作等同于將.res/.bak/或_full.trn文件作為輸入文件UseMeshFrom選擇使用的網(wǎng)格.如果網(wǎng)格相同，兩個選項(xiàng)都可以，如果不同：如果選用SolverInputFile,則初始值會被內(nèi)插值到輸入文件如選用InitialValuesmesh，那么只用到輸入文件的物理設(shè)置以初值的收斂殘差曲線為基礎(chǔ)繼續(xù)顯示殘差曲線求解器管理器–定義求解定義新的求解求解器管理器–定義求解求解器管理器–并行計(jì)算的定義求解器默認(rèn)為單機(jī)計(jì)算(serial)本機(jī)上的單求解器運(yùn)行RunMode用于并行計(jì)算的設(shè)置需要并行l(wèi)icenses將大的CFD問題分解成多個部分進(jìn)行計(jì)算計(jì)算更快利用多個計(jì)算機(jī)的內(nèi)存進(jìn)行大規(guī)模計(jì)算單機(jī)上的并行計(jì)算，應(yīng)選用LocalParallel模式多臺計(jì)算機(jī)機(jī)上的并行計(jì)算，應(yīng)選用DistributedParallel

模式求解器管理器–并行計(jì)算的定義求解器默認(rèn)為單機(jī)計(jì)算(seriSerialLocalParallelDistributedParallel提供不同的通訊方法(MPICH2,HPMPI,PVM)詳情請看“WhenToUseMPIorPVM”,在大多數(shù)情況下推薦采用HPMPI的通訊方式求解器管理器–并行計(jì)算的定義Serial求解器管理器–并行計(jì)算的定義勾選ShowAdvancedControl，顯示出Partitioner,Solver

和

Interpolator按鈕在

Partitioner

按鈕內(nèi),可以選擇不同的切割(partitioning)算法切割是一個系列過程對大的計(jì)算，難以在機(jī)子之間進(jìn)行合理的內(nèi)存分配默認(rèn)的MeTiS算法耗費(fèi)內(nèi)存較大,如果內(nèi)存不夠可以選擇其他的方法(詳情見幫助文件)Multidomain選項(xiàng):IndependentPartitioning:每個被切割為n個部分CoupledPartitioning:所有domain作為一個整體，然后被分割成n個部分求解器管理器–定義求解高級控制勾選ShowAdvancedControl，顯示出ParSolver

里，可選擇雙精度計(jì)算計(jì)算中，更精確的有效數(shù)字雙倍的求解器內(nèi)存要求當(dāng)圓整誤差(round-offerror)相對“較大”時,選用雙精度–當(dāng)對某個變量“較小”的變化也很重要的時候.這個“較小”，指的是相對于該變量的全局變化而言,例如:網(wǎng)格運(yùn)動的例子,網(wǎng)格的運(yùn)動相對于整個domain是很小大多數(shù)的CHT例子,流體和固體的熱傳導(dǎo)率相差非常大如果壓力變化范圍很大,但是小的壓力變化很重要求解器管理器–定義求解高級控制正式計(jì)算之前，求解器會估算內(nèi)存要求MemoryAllocFactor是估算值的乘數(shù)因子值可以適當(dāng)加大，以增加內(nèi)存對計(jì)算內(nèi)存的分配Solver里，可選擇雙精度計(jì)算求解器管理器–定義求解求解管理器–交互式控制EditRuninProgress可以在計(jì)算過程中改變一些設(shè)置通常不能改變模型,但是可以改變時間步,BC等求解管理器–交互式控制EditRuninProgr.outfileMonitorPlot求解器管理器–添加求解監(jiān)測Right-click默認(rèn)的監(jiān)測曲線是各個方程的RMS殘差曲線，再加上定義的監(jiān)測點(diǎn)曲線點(diǎn)擊右鍵，可以實(shí)現(xiàn)RMS與MAX之間的切換可以添加的監(jiān)測:非平衡量(Imbalances)邊界流量(Boundaryfluxes)邊界上的力(Boundaryforces)切應(yīng)力(Tangential-viscous)壓應(yīng)力(Normal-pressure)源項(xiàng)(Sourceterms)…NewMonitor.outfileMonitorPlot求解器管理器–StartanewSimulationMonitorRuninProgressMonitorFinishedRunStopCurrentRunSaveCurrentRunSwitchResidualPlotbetweenRMSandMAX求解器管理器–其它按鈕StartanewSimulationMonitor謝謝APeraGlobalCompany?PERAChina謝謝APeraANSYSCFX

培訓(xùn)教材第三節(jié)：求解器設(shè)置安世亞太科技（北京）有限公司ANSYSCFX培訓(xùn)教材安世亞太科技（北京）有限公司概要初始化Initialization求解器控制SolverControl輸出控制OutputControl求解器管理SolverManager注:這章的重點(diǎn)在穩(wěn)態(tài)模擬的求解器設(shè)置.瞬態(tài)模擬的設(shè)置在后續(xù)章節(jié).概要注:這章的重點(diǎn)在穩(wěn)態(tài)模擬的求解器設(shè)置.瞬態(tài)模擬的設(shè)置迭代求解的過程需要在計(jì)算前對所有的求解變量指定一個初始值合理的初值可以減少求解時間在個別情況下，不合理的初值可能在計(jì)算開始的幾步就導(dǎo)致求解失敗設(shè)置初值的3個方法:求解器自動計(jì)算初值手動輸入初值以計(jì)算結(jié)果作為初值可以對每個domain進(jìn)行初值設(shè)置，也可以對所有domain設(shè)置全局初值初始化迭代求解的過程需要在計(jì)算前對所有的求解變量指定一個初始值初始初始化–設(shè)置初值在工具欄中點(diǎn)擊插入GlobalInitialisation或右鍵

FlowAnalysis1選擇插入GlobalInitialisation編輯各個Domain，設(shè)置不同初值當(dāng)兩者都定義，局部初值定義優(yōu)先固體domain必須進(jìn)行處置設(shè)定初始化–設(shè)置初值在工具欄中點(diǎn)擊插入GlobalIniti初始化–設(shè)置初值初值選項(xiàng)為Automatic，表示CFX-Solver會為求解變量計(jì)算一個初值.將基于邊界條件和domain的設(shè)置初值選項(xiàng)為AutomaticwithValue，表示CFX-Solver

以設(shè)定的值作為求解變量的計(jì)算初值.可以是常數(shù)或表達(dá)式當(dāng)以計(jì)算結(jié)果作為初值時，以上設(shè)置失效.初始化–設(shè)置初值初值選項(xiàng)為Automatic，表示CFX-初始化

–以計(jì)算結(jié)果為初值啟動Solver時，可以勾選一計(jì)算結(jié)果作為流場計(jì)算的初值可以提供多個初值文件當(dāng)模擬一個體系時，可以以體系的每個組件的計(jì)算結(jié)果作為相應(yīng)組件的計(jì)算初值通常，每個文件應(yīng)該是空間分離的最好求解器輸入文件的domains與多初值文件的domains不重疊初始化–以計(jì)算結(jié)果為初值啟動Solver時，可以勾選一計(jì)求解器控制–編輯求解器控制–編輯求解器控制面板——包括影響求解器的各種控制這些控制影響求解精度、求解穩(wěn)定性以及求解時間求解器控制–選項(xiàng)求解器控制面板——包括影響求解器的各種控制求解器控制–選求解器控制–對流格式對流項(xiàng)格式指在輸運(yùn)方程中對對流項(xiàng)的數(shù)值離散方法三種可供選擇的格式：HighResolution,Upwind和

SpecifiedBlend后續(xù)將有討論默認(rèn)的HighResolution格式，一般不作修改UnsteadyAdvectionDiffusionGeneration求解器控制–對流格式對流項(xiàng)格式指在輸運(yùn)方程中對對流項(xiàng)的數(shù)值求解器控制–對流格式理論求解數(shù)據(jù)儲存在節(jié)點(diǎn)(nodes)上,但是在計(jì)算控制體面上的變量流時，會用到面上的變量值上游節(jié)點(diǎn)值(fup)會被插值到控制體的面上節(jié)點(diǎn):這里

是變量梯度，

是上游節(jié)點(diǎn)到插值節(jié)點(diǎn)的矢量換言之,ip

點(diǎn)的值等于up上游的值+一基于梯度的修正0<b<1…求解器控制–對流格式理論求解數(shù)據(jù)儲存在節(jié)點(diǎn)(nodes)求解器控制–對流格式理論如果b=0得到迎風(fēng)(upwind)對流格式,即無修正求解收斂性較好，但僅有一階精度通常用這種方法作初步計(jì)算指定混合格式，指定

b

值(0~1),(即.介于無修正到全修正)容易出現(xiàn)超過或者低于實(shí)際物理值的結(jié)果Highresolution：在整個流體域中，b值一直保持最大與物理值基本保持一致TheoryHighResolutionSchemeUpwindScheme=1.00Flowismisalignedwithmesh01求解器控制–對流格式理論如果b=0得到迎風(fēng)(upw求解器控制–湍流湍流方程的離散格式默認(rèn)的為迎風(fēng)(Upwind)格式通常的應(yīng)用足夠也能采用高精度的求解格式對非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的邊界層計(jì)算中會得到更精確的計(jì)算結(jié)果求解器控制–湍流湍流方程的離散格式默認(rèn)的為迎風(fēng)(Upwi收斂控制當(dāng)求解器達(dá)到最大的迭代步數(shù)以后，求解結(jié)束達(dá)到最大求解步，但是為獲得收斂結(jié)果可以設(shè)較多的迭代步數(shù)求解結(jié)束后，需要檢查求解結(jié)束的原因在穩(wěn)態(tài)模擬中，需要設(shè)置流體的時間步…收斂控制當(dāng)求解器達(dá)到最大的迭代步數(shù)以后，求解結(jié)束ANSYSCFX采用的是所謂的“偽瞬態(tài)算法”時間步是完成求解的每個時間段在穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算中，時間步提供了非線性方程的松弛因子一個穩(wěn)態(tài)的模擬是從初始值到穩(wěn)態(tài)解的瞬態(tài)演變過程收斂的結(jié)果與所使用的時間步無關(guān)InitialGuess50iterations100iterations150iterationsFinalSolution求解器控制–時間步ANSYSCFX采用的是所謂的“偽瞬態(tài)算法”Initia時間步在CFX的計(jì)算中，起了非常重要的作用如果時間步太大，收斂困難，甚至?xí)?jì)算失敗如果時間步太小，收斂速度將降低，時間代價(jià)較大求解器控制–時間步時間步在CFX的計(jì)算中，起了非常重要的作用求解器控制–時求解器控制–時間步對對流項(xiàng)占主導(dǎo)的流動，可以將流體在流體區(qū)域的駐留時間作為時間步最佳時間步：取長度尺度/速度尺度的

1/3對復(fù)雜物理現(xiàn)象的流動，超音速流動等等，在開始迭代的幾步可能需要較小的時間步對旋轉(zhuǎn)機(jī)械,推薦時間步取1/(的單位為rad/s)對浮力驅(qū)動流,時間步應(yīng)該是基于重力,熱膨脹率,溫差和長度尺度等各種量的函數(shù)求解器控制–時間步對對流項(xiàng)占主導(dǎo)的流動，可以將流體在流體時間步有三種：AutoTimescale,PhysicalTimescale

或

LocalTimescaleFactorPhysicalTimescale指定時間步.可以指定時間步為常數(shù)，也可以指定為表達(dá)式可以設(shè)置比AutoTimescale更合理的時間步—可以更快收斂求解器控制–時間步時間步有三種：AutoTimescale,Physica求解器控制–時間步AutoTimescale基于邊界/初始條件或domain的長度尺度，求解器計(jì)算出的時間步對計(jì)算域長度尺度的估算有兩種方式Conservative

或

Aggressive

，或可以給一個指定的值流場改變時，時間步會在幾步迭代后得到更新可以設(shè)置一個最大時間步為時間步上限時間步會趨向于保守的時間步值時間步因子(Timescalefactor)(默認(rèn)值為1)是個乘數(shù)因子，用于自動調(diào)節(jié)時間步求解器控制–時間步AutoTimescale局部時間步因子LocalTimescaleFactorDomain中不同的地方，時間步不同

當(dāng)局部時間差別較大時，可以加速收斂如.高壓噴射模擬用于網(wǎng)格大小基本一致的情況,因?yàn)樾〉木W(wǎng)格對應(yīng)于小的時間尺度，這樣會使收斂變慢LocalTimescaleFactor是局部時間步的乘數(shù)因子不能以局部時間步完成求解(一般用于計(jì)算的過程);完成計(jì)算的時間步一般都是以常數(shù)時間步(constanttimescale).局部時間步LocalTimescale=局部網(wǎng)格尺度LocalMeshLengthScale局部速度尺度LocalVelocityScale在高速/高質(zhì)量網(wǎng)格處采用較小的時間步求解器控制–時間步局部時間步因子LocalTimescaleFactor局求解器控制–收斂標(biāo)準(zhǔn)收斂標(biāo)準(zhǔn)用于判別求解是否收斂，以及是否停止求解器的運(yùn)行假定最大的迭代步數(shù)未達(dá)到殘差是求解方程應(yīng)達(dá)到的精度求解的過程是從初始解逐漸逼近理論上的精確解，但是永遠(yuǎn)不能達(dá)到精確解小的殘差設(shè)置=高的方程求解精高的方程精確求解≠整個求解的高精度–取決于方程對真實(shí)系統(tǒng)的描述是否合適!殘差是表征精度高低的一個量度，其它的量度還有:監(jiān)測點(diǎn)和不平衡量求解器控制–收斂標(biāo)準(zhǔn)收斂標(biāo)準(zhǔn)用于判別求解是否收斂，以及是連續(xù)的控制方程被離散為一系列可以求解的線性方程.這些線性方程可以寫為:[A][Φ]=[b]

這里[A]是系數(shù)矩陣

，[Φ]是求解變量將方程寫為下列形式:

[A][Φ]-[b]=[0]如果以[R]表示數(shù)值計(jì)算的殘差矢量，那么有:

[A][Φ]-[b]=[R]殘差面板可顯示每個控制體的平均或者最大殘差求解器控制–殘差連續(xù)的控制方程被離散為一系列可以求解的線性方程.這些線性殘差類型MAX:收斂曲線基于控制體的最大殘差值RMS:收斂基于所有控制體的平均殘差RMS(RootMeanSquare)=殘差目標(biāo)合理的殘差目標(biāo)：MAX應(yīng)達(dá)到1.0E-3,RMS應(yīng)達(dá)到1.0E-4根據(jù)所需精度確定殘差目標(biāo)殘差目標(biāo)越小需要的計(jì)算精度越高求解器控制–殘差殘差類型求解器控制–殘差求解器控制–收斂目標(biāo)設(shè)定守恒目標(biāo)(ConservationTarget)=設(shè)定全局的非平衡量目標(biāo)非平衡量表征流體域內(nèi)所有量(質(zhì)量,動量,能量)的守恒性對收斂解FluxIn=FluxOut建議在求解的過程中，設(shè)置守恒目標(biāo)和/或守恒監(jiān)測有了守恒目標(biāo),求解器必須在既滿足殘差目標(biāo)，又滿足守恒目標(biāo)下才能停止求解(假定最大迭代次數(shù)未達(dá)到)守恒目標(biāo)設(shè)為0.01(1%)或更小FluxIn–FluxOut<1%求解器控制–收斂目標(biāo)設(shè)定守恒目標(biāo)(Conservation總時間控制(ElapsedTimeControl)可以為求解指定一個最大的總時間(wallclocktime)計(jì)算的時間到了這個時間以后，不論求解收斂與否都會停止中斷控制(InterruptControl)指定另外的停止計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)(通過CEL表達(dá)式的方法)當(dāng)表達(dá)式的值為

true

時，求解器停止計(jì)算Anyvalue>=0.5為true求解器控制例如若溫度超過一個指定的值if(areaAve(T)@wall>200[C],1,0)做動網(wǎng)格的時候，網(wǎng)格質(zhì)量下降到一個指定的值詳情，見CEL章總時間控制(ElapsedTimeControl)求解器用于當(dāng)求解域中包含固體域時，對固體時間步的設(shè)置固體時間步要大于流體時間步(至少100倍)固體域內(nèi)能量方程非常穩(wěn)定固體時間步遠(yuǎn)大于流體時間步求解器控制–固體域時間步控制流體時間步的估算：LengthScale/VelocityScale固體時間步是基于長度尺度,導(dǎo)熱系數(shù)，密度和比熱的函數(shù)也可以選擇物理時間步或者直接給一個時間步用于當(dāng)求解域中包含固體域時，對固體時間步的設(shè)置求解器控制–方程的分類設(shè)置(EquationClassSettings)按鈕

提供一個高級的選擇，用于對某些方程進(jìn)行特別的求解控制一般不用將取代在BasicSettings中對相應(yīng)方程的控制設(shè)置高級選項(xiàng)(AdvancedOptions)高級求解器控制選項(xiàng)極少用到求解器控制–方程的分類設(shè)置方程的分類設(shè)置(EquationClassSetting輸出控制–結(jié)果輸出控制(OutputControl)用于控制輸出的量TrnResults,TrnStats和Export按鈕僅僅用于瞬態(tài)模擬的情況，以后再講Results按鈕控制最終的結(jié)果文件(.res)不推薦通過SelectedVariables(或None!)的方式進(jìn)行結(jié)果輸出控制.可能導(dǎo)致后處理數(shù)據(jù)不足輸出方程殘差(OutputEquationResiduals),用于檢查計(jì)算的收斂性額外的輸出變量列表(ExtraOutputVariablesList),選擇沒有包含于標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果文件的變量例如.渦量(Vorticity)輸出控制–結(jié)果輸出控制(OutputControl)可以調(diào)整輸出頻率輸出控制–備份Backup按鈕用于控制求解器是否以及何時自動的寫出備份文件推薦用于計(jì)算時間較長的情況，如出現(xiàn)斷電、網(wǎng)絡(luò)問題等選項(xiàng):Standard:等同于完整的結(jié)果文件Essential:允許完全重算Smallest:允許重啟求解器，以某計(jì)算結(jié)果為初值計(jì)算SelectedVariables:不推薦也能在任何時候通過求解器管理器手動的寫出備份文件可以調(diào)整輸出頻率輸出控制–備份Backup按鈕用于控制求解監(jiān)測(Monitor)鍵用于監(jiān)測點(diǎn)的創(chuàng)建求解器運(yùn)行時，監(jiān)測關(guān)心的值的變化趨勢CartesianCoordinates選項(xiàng)用于監(jiān)測在一個指定點(diǎn)的變量變化趨勢Expression選項(xiàng)用于監(jiān)測CEL表達(dá)式的值如.計(jì)算進(jìn)口邊界上的面積平均的Cp值：

areaAve(Cp)@inlet如.某流體通過出口的質(zhì)量流:oil.massFlow()@outlet在穩(wěn)態(tài)模擬中，可以創(chuàng)建任何關(guān)心量的監(jiān)測可以作為判斷計(jì)算是否收斂的另一個標(biāo)準(zhǔn)：監(jiān)測量的值不再改變輸出控制–監(jiān)測監(jiān)測(Monitor)鍵用于監(jiān)測點(diǎn)的創(chuàng)建輸出控制–監(jiān)測CFX-SolverManager用于:定義求解交互式的控制CFX-Solver觀察求解信息輸出數(shù)據(jù)求解器管理器CFX-SolverManager用于:求解器管理器定義新的求解求解器輸入文件應(yīng)該是.def文件也可以采用.res,.bak或者_(dá)full.trn文件，重啟以前未完成的求解當(dāng)改變了物理設(shè)置后再計(jì)算，可以創(chuàng)建一個新的.def文件

，然后選擇.res,.bak或_full.trn文件作為初值進(jìn)行計(jì)算若物理設(shè)置未改變,這個操作等同于將.res/.bak/或_full.trn文件作為輸入文件UseMeshFrom選擇使用的網(wǎng)格.如果網(wǎng)格相同，兩個選項(xiàng)都可以，如果不同：如果選用SolverInputFile,則初始值會被內(nèi)插值到輸入文件如選用InitialValuesmesh，那么只用到輸入文件的物理設(shè)置以初值的收斂殘差曲線為基礎(chǔ)繼續(xù)顯示殘差曲線求解器管理器–定義求解定義新的求解求解器管理器–定義求解求解器管理器–并行計(jì)算的定義求解器默認(rèn)為單機(jī)計(jì)算(serial)本機(jī)上的單求解器運(yùn)行RunMode用于并行計(jì)算的設(shè)置需要并行l(wèi)icenses將大的CFD問題分解成多個部分進(jìn)行計(jì)算計(jì)算更快利用多