分离流求解器参考

对于分离流模型,求解器可按顺序求解质量和动量的积分守恒方程。对于求解变量,将以迭代方式逐个求解非线性控制方程。

分离求解器使用压力-速度耦合算法,其中将通过求解压力校正方程满足对速度场的质量守恒约束。压力校正方程基于连续性方程和动量方程而构建,以便通过校正压力寻找满足连续性方程的预测速度场。此方法也称为预估校正法。可通过压力校正方程获得作为变量的压力。根据 SIMPLE 算法控制求解更新。

该分离求解器在恒密度流中有自己的根。虽然它可以处理轻微可压缩流和低瑞利数自然对流,但不适用于激波捕捉、高马赫数和高瑞利数应用。

可以使用以下求解器和求解器选项:

分离流

速度

亚松弛因子跃升

AMG 线性求解器

固体应力压力

亚松弛因子跃升

AMG 线性求解器

单击任何链接可查看各个求解器或求解器选项的可用属性。

分离流

分离流求解器可按顺序求解质量和动量的积分守恒方程。此求解器使用压力-速度耦合算法,其中将通过求解压力校正方程满足对速度场的质量守恒约束。

隐式方案
以下压力-速度耦合算法可用:
  • SIMPLE - 求解更新由 SIMPLE 算法控制。仅在物理连续体中选择稳态隐式非稳态时间模型时才可用。
  • SIMPLEC - 求解更新由 SIMPLEC 算法控制。仅在物理连续体中选择隐式非稳态时间模型时才可用。此算法与多相模拟不完全兼容。建议仅将其用于单相流体。
  • PISO - 求解更新由 PISO 算法控制。仅在物理连续体中选择 PISO 非稳态时间模型时才可用。
冻结流体
打开时,将停用流动求解器求解更新,同时允许求解器继续响应其他求解器。默认情况下,此属性处于关闭状态。
启用增强的稳定处理
打开时,将激活压力校正速度校正专家属性,来提高每个时间步的迭代稳健性。此属性默认处于关闭状态,使这些专家属性不可用。
冻结重构
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度,而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下,此属性处于关闭状态。
归零重构
开启时,求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着,用于迎风的面值 (Eqn. (905)) 以及用于计算网格单元梯度的面值(Eqn. (917)Eqn. (918))将变为一阶估计值。默认情况下,此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它,则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
保留临时储存
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器,且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭
压力校正:坏网格单元最小缩放尺寸
为坏网格单元以及体积变化小于可接受限值的网格单元设置压力校正的比例因子。请参见体积变化。默认值为 0.8。
压力校正:可接受的网格单元体积变化
为稳健性已增强的求解器处理定义可接受的体积变化限值。请参见体积变化。默认值为 0.001。
速度校正:最大无限制速度
定义一个值,低于该值则不会对速度幅值进行阻尼校正。默认值为 20 m/s。
速度校正:可接受的速度增长率 [<1]
定义速度幅值增长率由于压力校正而减小的可接受限值。(对减小率没有限制。)请参见 SIMPLE 求解器算法。默认值为 0.15。
连续性初始化
关闭时,求解器将使用用户指定的初始条件来求解流体方程。
打开时,求解器将使用初始化给出的优化值作为初始条件,来求解流体方程。通过初始化改进初始条件,有助于加速求解收敛。
方法 对应方法节点
关闭
打开

(仅适用于稳态模拟)

连续性初始化
可用于设置以下属性:
  • 连续性初始化迭代:指定在初始化过程中执行的迭代次数。默认值为 3,可以增加该值以进一步优化初始条件。
  • 连续性初始化容差:流场初始化过程中的收敛容差。在初始化循环期间,其值将覆盖压力求解器的收敛容差。初始化完成后,压力 AMG 线性求解器的收敛容差将恢复为用户指定的值。默认值为 1E-6。

速度

速度求解器控制动量方程的亚松弛因子和代数多重网格参数。更具体地说,它求解离散动量方程,以获得中间速度场。

亚松弛因子
为了提升收敛,此属性用于在迭代过程中亚松弛求解的变化。对于稳态流,默认值为 0.7;对于非稳态流,默认值为 0.8。亚松弛将隐式实现。有关详细信息,请参见有限体积离散
动态局部亚松弛
对于非稳态流,动量方程中的时间导数项用作方程组的一种亚松弛形式。因此,用户自定义亚松弛因子可能产生比求解要求的级别更高的亚松弛。“动态局部亚松弛”会使求解器将动量方程的时间导数项提供的松弛与用户自定义亚松弛进行比较。之后,求解器会根据比较结果修改应用的实际亚松弛。
打开时,求解器将比较两个亚松弛源,然后相应地修改最终亚松弛。
关闭时,求解器将应用用户自定义亚松弛因子,不会修改它。

固体应力压力

压力求解器控制压力校正方程的亚松弛因子和代数多重网格参数。更具体地说,它求解压力校正的离散方程,然后更新压力场。

亚松弛因子
每次迭代时,此属性都会控制新计算的求解取代旧求解的范围。此物理量为 Eqn. (939) 中的 。ω对于稳态流,默认值为 0.3;对于非稳态流,默认值为 0.2。
压力参考位置
可以使用 Simcenter STAR-CCM+ 的自动算法来获取参考位置,也可以手动提供该位置。
方法 对应方法节点
自动选择

Simcenter STAR-CCM+ 将使用域中的最小 X, Y, Z 位置来设置边界面附近的网格单元处的参考位置。

用户指定

可用于添加一个或多个参考位置,具体取决于非连续区域的数量。

压力参考点
对于每个参考点,以下属性可用:
  • 点坐标:指定压力参考点在选定坐标系中的几何位置。
  • 参考系:指定用于定义点坐标的坐标系。
  • 已启用:设为打开时,求解器使用压力参考点来查找参考网格单元。