在進(jìn)行FLUENT仿真迭代之前需要先對(duì)計(jì)算域進(jìn)行賦初值擒滑,也就是初始化,然后FLUENT才能根據(jù)初始值以及邊界條件等進(jìn)行方程的迭代求解。
FLUENT提供了兩種不同的方法進(jìn)行賦初值茴扁,一個(gè)是初始化,一個(gè)是patch汪疮,在進(jìn)行patch之前需要首先初始化一下峭火。兩者也可以結(jié)合使用毁习。
對(duì)于初始化,有三種方法卖丸,一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)初始化纺且,一個(gè)是FMG初始化,還有一個(gè)就是今天要講的混合初始化稍浆。
混合初始化針對(duì)不同的邊界條件有不同的方法進(jìn)行插值來(lái)進(jìn)行求解拉普拉斯方程载碌。混合初始化主要是針對(duì)一些復(fù)雜的幾何模型來(lái)求解拉普拉斯方程得到初始的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)從而對(duì)計(jì)算域進(jìn)行賦初值。對(duì)于其他的變量衅枫,諸如溫度嫁艇,湍流度,組分分布弦撩,體積分?jǐn)?shù)等等主要是根據(jù)全局平均值或者特定的方法進(jìn)行賦值(具體是什么特定方法步咪,理論文檔里面有詳細(xì)介紹,參見(jiàn)help文檔theory guide 21.8小節(jié))益楼。
對(duì)于穩(wěn)態(tài)單相流動(dòng)猾漫,F(xiàn)LUENT默認(rèn)采用的是混合初始化。對(duì)于其他的諸如多相流或者瞬態(tài)計(jì)算感凤,默認(rèn)的是標(biāo)準(zhǔn)初始化悯周。不過(guò)請(qǐng)注意,這兩種初始化方法都可以應(yīng)用于所有的流動(dòng)計(jì)算中陪竿,不管穩(wěn)態(tài)還是瞬態(tài)禽翼,也不管單相多相甚至組分燃燒等等。
下面講一下混合初始化面板的各個(gè)選項(xiàng)的意義萨惑。如下圖所示捐康。
點(diǎn)擊initialize之后仇矾,軟件會(huì)進(jìn)行迭代計(jì)算庸蔼,殘差達(dá)到1e-6一般認(rèn)為是達(dá)到了收斂標(biāo)準(zhǔn),如下圖所示贮匕。
大多數(shù)情況下姐仅,我們不需要點(diǎn)擊more settings進(jìn)行設(shè)置,而是直接點(diǎn)擊initialize進(jìn)行初始化就好了刻盐。但是有時(shí)候點(diǎn)擊了初始化之后迭代沒(méi)有達(dá)到默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)也就是沒(méi)有達(dá)到1e-6掏膏,或者初始化的流場(chǎng)不是我們想要的流場(chǎng),這時(shí)候就需要點(diǎn)擊more settings進(jìn)行設(shè)置了敦锌。
如上圖所示馒疹,點(diǎn)擊之后有三個(gè)選項(xiàng),通用設(shè)置乙墙、湍流設(shè)置和組分設(shè)置颖变。
第一個(gè)通用設(shè)置下面有:
1.Number of iterations ,默認(rèn)數(shù)值是10.這個(gè)代表了求解拉普拉斯方程時(shí)迭代10次生均。通常情況下這個(gè)數(shù)值不需要修改,如果初始化之后迭代沒(méi)有達(dá)到默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)也就是沒(méi)有達(dá)到1e-6腥刹,或者初始化的流場(chǎng)不是我們想要的流場(chǎng)马胧,可以適當(dāng)增加迭代步數(shù)。
2.Explicit under-relaxation factor衔峰,默認(rèn)值為1.這是進(jìn)行求解拉普拉斯方程迭代時(shí)候的松弛因子佩脊,默認(rèn)為1也就是不松弛。同樣的垫卤,通常情況下這個(gè)數(shù)值不需要修改威彰,如果初始化之后迭代沒(méi)有達(dá)到默認(rèn)的收斂標(biāo)準(zhǔn)也就是沒(méi)有達(dá)到1e-6,可以適當(dāng)減小此數(shù)值穴肘。
3.Reference frame抱冷,默認(rèn)設(shè)置為relative to cell zone。在求解MRF模型或者滑移網(wǎng)格的時(shí)候梢褐,可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇是絕對(duì)值還是相對(duì)值旺遮。如果計(jì)算域內(nèi)沒(méi)有區(qū)域的運(yùn)動(dòng),那么這兩個(gè)選項(xiàng)時(shí)一樣的盈咳,如果計(jì)算內(nèi)的大部分區(qū)域都是運(yùn)動(dòng)的耿眉,最好還是選擇relative to cell zone。
4.初始化選項(xiàng)
4.1use specified initial pressure on inlets勾選此選項(xiàng)代表了在求解拉普拉斯方程時(shí)候使用入口邊界的初始表壓進(jìn)行求解壓力場(chǎng)鱼响,不勾選的話則是使用軟件預(yù)定的方法進(jìn)行求解(具體是什么方法鸣剪,理論文檔里面有詳細(xì)介紹,參見(jiàn)help文檔theory guide 21.8小節(jié))丈积。
4.2Use external-aero favorable settings對(duì)于一些橫掠機(jī)翼的求解筐骇,或者飛行器,汽車(chē)等外流場(chǎng)的空氣動(dòng)力學(xué)求解江滨,可以勾選此選項(xiàng)铛纬,有利于加速收斂。
4.3Maintain constant velocity magnitude勾選此選項(xiàng)代表了初始化之后計(jì)算域內(nèi)的速度方向?yàn)榈祭狗匠糖蠼獾某跏妓俣确较蚧;俣却笮橐粋€(gè)常數(shù)值告唆。這個(gè)選項(xiàng)對(duì)于一些不可壓縮外部流動(dòng)、多孔介質(zhì)流動(dòng)或者一些狹小流道內(nèi)含有不真實(shí)的流動(dòng)速度的情況是很有幫助的晶密。一般情況下擒悬,含有多孔介質(zhì)的流動(dòng)不能使用混合初始化,要想使用的話稻艰,必須勾選這個(gè)選項(xiàng)懂牧。
第二個(gè)選項(xiàng)為湍流設(shè)置。
默認(rèn)為使用湍流參數(shù)的平均值尊勿。如果想使用變量僧凤,則選去掉勾選用狱,然后設(shè)置相應(yīng)的湍流值,之后軟件會(huì)根據(jù)局部的流動(dòng)變量進(jìn)行求解相應(yīng)的湍流參數(shù)拼弃,如湍動(dòng)能夏伊,耗散率等等。
第三個(gè)選項(xiàng)為組分設(shè)置吻氧。默認(rèn)情況下第二項(xiàng)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或者摩爾分?jǐn)?shù)為0溺忧。如果要指定更加準(zhǔn)確的組分值,可以勾選這個(gè)選項(xiàng)盯孙。這里所說(shuō)的組分是指在select boundary species對(duì)話框中勾選的組分鲁森,如下圖。
再次強(qiáng)調(diào)一下:通常情況下振惰,絕大多數(shù)情況下歌溉,我們不需要點(diǎn)擊more settings進(jìn)行設(shè)置,而是直接點(diǎn)擊initialize進(jìn)行初始化就好了骑晶。如果此時(shí)初始化完成之后的流場(chǎng)和壓力場(chǎng)不符合預(yù)期痛垛,可以按照上文進(jìn)行設(shè)置。有些情況下也可以利用UDF進(jìn)行初始化和patch與混合初始化進(jìn)行聯(lián)合使用桶蛔,以達(dá)到預(yù)期的初場(chǎng)匙头。好的初始值可以大大縮短計(jì)算時(shí)間。對(duì)于多孔介質(zhì)的流動(dòng)問(wèn)題仔雷,建議使用標(biāo)準(zhǔn)初始化蹂析,如果由于其他原因一定要使用混合初始化的話,勾選Maintain constant velocity magnitude選項(xiàng)碟婆。