对于许多复杂的流动问题,例如在旋转机械中或扩展或螺旋管道中的流动,如果在计算开始时使用更好的初始解,可以加速流动的收敛。全多重网格初始化(FMG初始化)能够在不显著增加总体计算成本的情况下提供这种初始和近似解。

有关在Ansys Fluent中使用FMG初始化的更多信息,请参阅用户指南中的全多重网格(FMG)初始化部分。

密度基求解器还有其他选项可以使用。详情请参阅Fluent用户指南中的密度基求解器的附加FMG初始化选项。

有关FMG初始化的更多信息,请参阅以下部分:

23.9.1. FMG初始化概述

23.9.2. FMG初始化的局限性

23.9.1 FMG初始化概述

FMG初始化利用Ansys Fluent的FAS多重网格技术(参见第1018页的全近似存储(FAS)多重网格)来获取初始解。从均匀解开始(在执行标准或混合初始化或读取数据之后),FMG初始化过程按照全近似存储(FAS)多重网格(第1018页)中概述的步骤构建所需数量的几何网格层级。首先,初始解被限制到最粗的层级。然后应用FAS多重网格循环,直到达到给定的残差减少阶数或达到最大循环次数。接着,解被插值到上一层级,并在当前层级和最粗层级之间再次应用FAS多重网格循环。这个过程将重复进行,直到达到最细层级。FMG初始化迭代如图23.13所示:FMG初始化(第1023页)。

图23.13:FMG初始化

由于FMG初始化主要在粗级别上完成大部分工作,因此这一初始化过程在计算上成本较低,对于大型问题,可以在收敛到最终解所需时间的一小部分内获得良好的初始解。请注意,FMG初始化可与基于压力和基于密度的求解器一起使用。

当启动FMG初始化时,算法将执行以下步骤:

  1. 记录当前求解器选择及所有当前求解器参数。
  2. 从选定的求解器切换到基于密度的显式公式。
  3. 使用文本命令接口中给出的FMG参数执行一次FMG迭代(参见下文)。
  4. 切换回最初选定的求解器,并将所有求解器参数重置为原始求解器设置。

在FMG迭代中,使用一阶离散化求解无粘流的欧拉方程以获得近似解。如果存在物种,则FMG初始化将求解物种方程。尽管在FMG初始化循环期间不会求解湍流方程或其他任何传输标量,但它们在精细网格上完成最终FMG扫描后,会使用最新的速度和压力场更新一次其值。

23.9.2 FMG初始化的局限性

  • FMG初始化不适用于非定常流动。

重要提示:如果非定常计算需要初始解,则必须首先切换到定常求解器,执行FMG初始化及其他必要迭代以获得初始解,然后进行非定常计算。

  • FMG不会求解湍流或其他传输方程场变量。

重要提示:如果您正在求解湍流流动,您仍然可以使用全多重网格(FMG)初始化。然而,在FMG初始化循环期间,尽管不解决湍流方程或其他任何输运标量,但它们在细网格上最终的FMG扫描后,将使用最新的速度和压力场进行一次更新。

  • FMG不能与多相流一起使用。