A Pera Global Company PERA ChinaANSYS CFX 培训教材 第三节：求解器设置安世亚太科技（北京）有限公司A Pera Global Company PERA China概要n初始化Initializationn求解器控制Solver Controln输出控制Output Controln求解器管理Solver Manager注: 这章的重点在稳态模拟的求解器设置. 瞬态模拟的设置在后续章节.A Pera Global Company PERA Chinan 迭代求解的过程需要在计算前对所有的求解变量指定一个初始值n 合理的初值可以减少求解时间n 在个别情况下，不合理的初值可能在计算开始的几步就导致求解 失败n 设置初值的3个方法:1. 求解器自动计算初值2. 手动输入初值3. 以计算结果作为初值n 可以对每个domain进行初值设置，也可以对所有domain设置全局初值初始化A Pera Global Company PERA China初始化 设置初值n 在工具栏中点击插入Global Initialisation 或右键 Flow Analysis 1选择插入Global Initialisation n 编辑各个Domain，设置不同初值当两者都定义，局部初值定义优先固体domain必须进行处置设定A Pera Global Company PERA China初始化 设置初值n初值选项为Automatic，表示CFX-Solver会为求解变量计算一个初值. 将基于边界条件和domain的设置n初值选项为Automatic with Value，表示CFX-Solver 以设定的值作为求解变量的计算初值. 可以是常数或表达式n当以计算结果作为初值时，以上设置失效.A Pera Global Company PERA China初始化 以计算结果为初值n启动Solver时，可以勾选一计算结果作为流场计算的初值 可以提供多个初值文件 当模拟一个体系时，可以以体系的每个组件的计算结果作为相应组件的计算初值 通常，每个文件应该是空间分离的 最好求解器输入文件的domains与多初值文件的domains不重叠A Pera Global Company PERA China求解器控制 编辑A Pera Global Company PERA Chinan求解器控制面板包括影响求解器的各种控制n这些控制影响求解精度、求解稳定性 以及求解时间求解器控制 选项A Pera Global Company PERA China求解器控制 对流格式n对流项格式指在输运方程中对对流项的数 值离散方法n三种可供选择的格式：High Resolution, Upwind 和 Specified Blend 后续将有讨论n默认的High Resolution格式，一般不作修改UnsteadyAdvectionDiffusionGenerationA Pera Global Company PERA China求解器控制 对流格式理论n求解数据储存在节点(nodes)上, 但是在计算控制体面上的变量流时，会用到面上的变量值n上游节点值(fup)会被插值到控制体的面上节点 : 这里 是变量梯度， 是上游节点到插值节点的矢量 换言之, ip 点的值等于up上游的值+一基于梯度的修正 0= 0.5 为 true求解器控制 例如 若温度超过一个指定的值 if(areaAve(T)wall200C,1,0) 做动网格的时候，网格质量下降到一个指定的值 详情，见CEL章A Pera Global Company PERA Chinan用于当求解域中包含固体域时，对固体时间步的设置n固体时间步要大于流体时间步 (至少100倍) 固体域内能量方程非常稳定 固体时间步远大于流体时间步求解器控制 固体域时间步控制 流体时间步的估算： Length Scale / Velocity Scale 固体时间步是基于长度尺度, 导热系数，密度和比热的函数 也可以选择物理时间步或者直接给一个时间步A Pera Global Company PERA Chinan方程的分类设置(Equation Class Settings)按钮 提供一个高级的选择，用于对某些方程进行特别的求解控制 一般不用 将取代在Basic Settings 中对相应方程的控制设置n高级选项(Advanced Options) 高级求解器控制选项 极少用到求解器控制 方程的分类设置A Pera Global Company PERA China输出控制 结果n输出控制(Output Control) 用于控制输出的量Trn Results, Trn Stats和Export 按钮仅仅用于瞬态模拟的情况，以后再讲nResults 按钮控制最终的结果文件( .res)不推荐通过Selected Variables (或 None!) 的方式进行结果输出控制 . 可能导致后处理数据不足输出方程残差(Output Equation Residuals), 用于检查计算的收敛性额外的输出变量列表(Extra OutputVariables List), 选择没有包含于标准结果文件的变量 例如. 涡量(Vorticity)A Pera Global Company PERA China可以调整输出频率输出控制 备份nBackup按钮用于控制求解器是否以及何时自动的写出备份文件n推荐用于计算时间较长的情况，如出现 断电、网络问题等n选项: Standard: 等同于完整的结果文件 Essential: 允许完全重算 Smallest: 允许重启求解器，以某计算结果为初值计算 Selected Variables: 不推荐n也能在任何时候通过求解器管理器手动 的写出备份文件A Pera Global Company PERA Chinan监测(Monitor)键用于监测点的创建求解器运行时，监测关心的值的变化趋势nCartesian Coordinates 选项用于监测在一个指定点的变量变化趋势nExpression 选项用于监测CEL表达式的值如. 计算进口边界上的面积平均的Cp值： areaAve(Cp)inlet如. 某流体通过出口的质量流: oil.massFlow()outletn在稳态模拟中，可以创建任何关心量的监测可以作为判断计算是否收敛的另一个标准：监测量的值不再改变输出控制 监测A Pera Global Company PERA ChinanCFX-Solver Manager 用于: 定义求解 交互式的控制CFX- Solver 观察求解信息 输出数据求解器管理器A Pera Global Company PERA Chinan定义新的求解n求解器输入文件应该是 .def文件也可以采用.res, .bak或者 _full.trn文件，重启以前未完成的求解n当改变了物理设置后再计算，可以创建一个新的.def文件 ，然后选择.res, .bak 或 _full.trn文件作为初值进行计算若物理设置未改变, 这个操作等同于将 .res/ .bak/ 或_full.trn文件作为输入文件nUse Mesh From选择使用的网格. 如果网格相同，两个选项都可以，如果不同：如果选用Solver Input File, 则初始值会被内插值到输入文件如选用Initial Values mesh，那么只用到输入文件的物理设置n以初值的收敛残差曲线为基础继续显示残差曲线求解器管理器 定义求解A Pera Global Company PERA China求解器管理器 并行计算的定义n求解器默认为单机计算(serial)本机上的单求解器运行nRun Mode 用于并行计算的设置需要并行 licenses将大的CFD问题分解成多个部分进行计算 计算更快 利用多个计算机的内存进行大规模计算n单机上的并行计算，应选用Local Parallel模式n多台计算机机上的并行计算，应选用Distributed Parallel 模式A Pera Global Company PERA ChinanSerialnLocal ParallelnDistributed Paralleln提供不同的通讯方法 (MPICH2, HP MPI, PVM)详情请看“When To Use MPI or PVM”, 在大多数情况下推荐采用HP MPI的通讯方式求解器管理器 并行计算的定义A Pera Global Company PERA Chinan勾选Show Advanced Control，显示出Partitioner, Solver 和 Interpolator按钮n在 Partitioner 按钮内,可以选择不同的切割(partitioning)算法切割是一个系列过程对大的计算，难以在机子之间进行合理的内存分配默认的MeTiS算法耗费内存较大, 如果内存不够可以选择其他的方法 (详情见帮助文件)nMultidomain选项:Independent Partitioning: 每个被切割为n 个部分Coupled Partitioning: 所有domain作为一个整体，然后被分割成n个部分求解器管理器 定义求解高级控制A Pera Global Company PERA ChinanSolver 里，可选择双精度计算 计算中，更精确的有效数字 双倍的求解器内存要求 当圆整误差(round-off error )相对“较大”时, 选用双精度 当对某个变量“较小”的变化也很重要的时候. 这个“较小”，指的是相对于该变量的全局变化而言, 例如: 网格运动的例子, 网格的运动相对于整个domain是很小 大多数的 CHT例子, 流体和固体的热传导率相差非常大 如果压力变化范围很大, 但是小的压力变化很重要求解器管理器 定义求解高级控制 正式计算之前，求解器会估算内存要求 Memory Alloc Factor是估算值的乘数因子 值可以适当加大，以增加内存对计算内存的分配A Pera Global Company PERA China求解管理器 交互式控制nEdit Run in Progress可以在计算过程中改变一些设置 通常不能改变模型, 但是可以改变时间步, BC等A Pera Global Company PERA China.out fileMonitor Plot求解器管理器 添加求解监测Right-clickn默认的监测曲线是各个方程的RMS残差曲线，再加上定义的监测点曲线n点击右键，可以实现RMS与 MAX之间的切换n可以添加的监测:非平衡量(Imbalances)边界流量(Boundary fluxes)边界上的力(Boundary forces) 切应力(Tangential -viscous) 压应力(Normal-pressure)源项(Source terms) New MonitorA Pera Global Company PERA ChinaStart a new SimulationMonitor Run in ProgressMonitor Finished RunStop Current RunSave Current RunSwitch Residual Plot between RMS and MAX求解器管理器 其它按钮