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残差收敛影响因素:入口条件和初始化方式

已有 11575 次阅读 2016-10-9 15:51 |个人分类:灵光乍现|系统分类:科研笔记

最近在用 fluent 14.0 算Sajben Transonic Diffuser算例。

原本以为是很简单的算例。

但是,昨天折腾了一天。残差始终降不下来。

具体表现为:

continuity residualsenergy residuals 两项一直在1e0左右晃荡!!

其它的残差还行,在1e-3左右。


我就奇怪了。之前算过很多遍的算例,怎么十一黄金周之后,算不出来了呢?

博士课题的时候,很快就算出来了呀。

我尝试了各种方法。


1. 换湍流模型,sst、realizable k-e、standar k-w。

并调整湍流模型里面的参数设置,取消curvature correction、compressble correction等等


2. 换壁面y+值:一开始是y+=5,后来是y+=2,y+=1,y+=0.5


3. 换网格数量:1.6w、6.4w、25w


4. 换CFL数,一开始是 1,后来调整 0.5,后来调整 5


5. 用一个好一点的结果去interpolation。



后来,今天早上来办公室,灵修后,看看昨天晚上的结果,还是很糟糕。

我想,这个好的interpolation都不行啊。我一直是用hybrid initialization的。

要不,我试试standard initialization吧。采用基于入口条件的方法。

结果,一试,发散了。


我查了一下,初始化的时候,全场T=0K。这个不对啊。

我一看,入口条件用pressure inlet

total pressure=135000 Pa。

supersonic/Initial static pressure= 0 Pa。

我猜,可能是静压给0 Pa的原因。

又查了NASA的官网,里面入口静压p/pt=0.86,我就折算了一下,给了:116100 Pa


然后,继续用基于入口条件的standard initialization。

很快收敛!!残差在1e-3级别


但是对于为何Hybrid Initialization方式导致残差过大?我不能理解。

后来,我在个人台式机上,重新生成网格,并用hybrid initialization,结果残差并未超过1.

而当我把cas文件拷到服务器上的时候(server 2012)的时候,用hybrid initialization就会再次导致残差过10!

看来是服务器配置的问题。

如果在个人台式机上保存cas/dat文件后,再到服务器上读取cas/dat的话。可以继续算!!

不过,与用standar initialization相比,hybrid方法还是差一些。



下面比较了三种初始化方式对残差的影响。(服务器上的hybrid initialization结果太差,没有列出来)

可见:

inlet-based standard initialization的残差最小,且较快收敛。




(A) Hybrid Initialization(个人台式机)

(B) Inlet-based standard initialization

(C) Outlet-based standard initialization



所以总结一下:


1. 对于Sajben Transonic Diffuser计算,三种初始化方法残差收敛效果比较如下:

Inlet-based standard initialization > Outlet-based standard initialization > Hybrid Initialization


2. 先用小文件测试。如果设置OK,那么再在大文件上做优化。

否则,像我一开始做的不断尝试性工作,若是在200W的网格上处理,那肯定得耗费1个多月。


3. 先在个人台式机上调试,OK的话。再拷到服务器上。

直接在服务器上调试,可能会有一些因为服务器而导致的问题。

比如我上面用的hybrid初始化,在服务器上就有些问题。


测试文件

k-e.zip






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