分离流故障排除

流体求解在初始迭代期间发散

如果动量和连续残差表明在前几次迭代期间求解发散且残差没有减少迹象,则说明存在问题。

  • 确保整体设置正确无误。需要检查以下内容:
    • 粘性流的网格范围
    • 网格质量
    • 流和湍流的边界条件(如果已激活湍流)
  • 如果流不可压缩,则略微减小压力和速度的亚松弛因子可以稳定求解。也可以尝试设置模型属性以使用一阶对流格式。
  • 如果流可压缩,则减小能量的亚松弛因子(例如减小到 0.3)。此外,可以针对少数几个迭代将压力的亚松弛因子设为较小的数字(例如 0.01),然后继续使用默认值 0.3 进行迭代。

出现关于对可压缩流限制压力校正的警告

对于可压缩流,绝对压力必须是正定量。Simcenter STAR-CCM+ 会尝试限制压力校正,以便大的压力变化不会使绝对压力为负。

  • 只要这些警告在若干次迭代后停止,则可压缩流启动过程中出现这些警告就是可接受的情况。如果并未停止,则需要减小压力的亚松弛因子可以针对少数几个迭代将该因子设为较小的数字(例如 0.01),然后继续使用默认值 0.3 进行迭代。
  • 确保能量的亚松弛因子设为适当的值(例如 0.3)。

出现关于分离流边界处的反流的警告

Simcenter STAR-CCM+ 中,分离流出口边界在设计上不允许再循环。

  • 如果警告在初始收敛过程中出现,但在若干次迭代后停止,则不必引起关注。
  • 如果警告持续存在,可以选择两个选项:
    • 重新构建网格,但是延伸出口区域以最大程度地降低再循环风险。
    • 将边界类型更改为压力出口。

出现关于压力出口边界处的反流的警告

Simcenter STAR-CCM+ 中,压力出口边界在设计上允许再循环,虽然导致收敛问题的唯一求解不存在。

  • 再循环会导致边界处压力分布不均匀。
  • 如果需要均匀的压力分布,则重新构建网格并延伸出口区域以防止再循环。
  • 通过从一个迭代切换到下一个迭代时发生反流的面数来指示非稳态再循环导致的收敛问题。(面数显示在输出窗口的警告消息中。)如果发生非稳态再循环,可以延伸出口区域进行阻止。

初始迭代期间能量求解发散

如果能量残差表明在前几次迭代期间求解发散且残差没有减少迹象,则说明存在问题。

  • 确保整体设置正确无误。需要检查以下内容:
    • 流场是否发散。如果已发散,则参考分离流模型的故障排除
    • 网格质量
    • 流体和能量的边界条件。
  • 能量的亚松弛因子减小可稳定求解。

能量求解缓慢收敛

可以调整亚松弛因子以控制收敛速率。

  • 亚松弛因子默认值 0.9 为主动设置。不建议对流体模拟使用比 0.9 更大的值。
  • 对于可压缩流问题,亚松弛因子通常保持在 0.1-0.5 的范围内。