1、计算结 果不收敛的原因 模型、网 格、 边界条件 、迭代 方 法等都有 可能导 致 结果不收 敛。 有时候要 让计算 结 果收敛需 要凭经 验 调整参数 ， 但有 时候 收敛的计 算 结果不一 定就是 一 个好的结 果。 计算结 果不收敛的解决方 法 、一般 首先是改 变初值，尝试不同 的初始化，事实上 好像初始化 很关键， 对于收 敛 。 、 查找网 格问题 ，改善网 格质量 。 、 有时边 界条件 的设置严 重影响 收 敛性。 、 重算 至发散前 几步， 看 presure 分 布， 看不 出来的 话， 再算几步, 看看问题 大概出 在 那个区域 。 然后 对 这个区域 （加密 或 变稀）
2、 进 行网 格的改善。 、设几 个监测点 ，比如出流或参数 变化较大的地方， 若这些地方 的参数变 化很小， 就可以认 为是收 敛 了， 尽管此 时残值 曲线还没 有降 下来。 、 调节松 弛因子 。 怎样判 断计算结果是否收 敛 1 、监 测点处 的值不 再随计算 步骤的 增 加而变化 ； 2 、各 个参数 的残差 随计算步 数的增 加 而降低， 最后趋 于 平缓； 3 、 要满足 质量守 恒（ 计算中 不牵涉 到能 量）或 者是质 量与 能量守 恒（计算中 牵涉到 能 量） 。 特别要指 出的是 即使前 两个判 据 都已经满 足了， 也并 不表示已 经 得到合理 的收敛 解 了， 因为如
3、果松弛 因子设置 得太紧， 各参数在 每步 计算的变 化都 不 是 太大， 也会 使前两 个判据得 到满足。 此时就要 再看 第三个判 据了。 还需要说 明的就 是， 一般我们 都希望 在 收敛的情 况下， 残 差 越小越好 ， 但是残差 曲线是 全 场求平均 的结果 ， 有 时其大小 并不一 定 代表计算 结 果的好坏 ， 有时 即 使计算的 残差很 大 ， 但结果 也许是 好 的， 关键 是要 看计算结 果是否 符 合物理事 实， 即 残差 的大小与 模拟的 物 理现象本 身 的复杂性 有关， 必 须从实际 物理现 象 上看计算 结果。 比 如说本斑 最近 在 算的一 个全机 模型, 在
4、大攻角 情况下, 解 震荡得 非常厉 害， 而且残 差 的 量 级 也 总 下 不 去, 但 这 仍 然 是 正 确 的, 为 什 么 呢, 因 为 大 攻 角 下 实 际 流 动情形就 是这样的, 不 断有涡 的周期性 脱落, 流场 本身就是 非定常的, 所以解也 是波动 的, 处理的时 候取平 均 就可以了 。 是否可 以凭残差来判断是 否收敛 是否收敛 不能简 单 看残差图 ，我在用 FLUENT 计算时， 多采用监 测 一个面的 速度 （ 或 者是压力 、 紊动 能 等参数） 基本上 不 随着计算 时间 的推移而 变化， 就 认为基本 达到收 敛 。 还有许 多其他 的 重要标准 ，
5、比 如进出口 流量差 （ 进口和出 口总量 差 不得大于 1% ， 而且 即使这样 子, 收敛解也不一定准确, 它和网格划分/ 离散化误差, 以 及 屋 里 模 型 的 准 确性都有 关系 ） 、 压 力系数波 动等等。 尽管残差 仍然维 持 在较高数 值，但 凭 其 他 监 测 也 可 判 断 是 否 收 敛 。 可 以 选 定 流 场 中 具 有 特 征 意 义 的 点， 监测其 速度， 压力， 温度 等的变 化情况。 如 果变化 很小， 符合 你 的要求， 即可认 为 是收敛了 。 一般 来 说， 压力 的收敛 相 对比较慢 一些 的。最重 要的就 是 是否符合 物理事 实 或试验结 论
6、。 据质量守恒，收敛时进、出口的流量数值应大致相等( 一般认为进出 口质量差 值比上 入 口质量的 相对值 小 于 0.5 时收敛 ，但 是对特殊 情 况可能不 同 ) ，但 符号相反 ，一般 出 口流量是 负值。 在进行 稳态计算时候， 开始残差线 是一直下 降的， 可是到后来 各种残 差线都 显示为波形波动， 是不是不收敛阿？ 答 ：有些 复杂或 流动 环境恶 劣情形 下确 实很难 收敛。 计算 的精度 （2 阶 ） ，网格 太疏， 网格 质量太 差，等 都会 使残差 波动。 经常 遇到， 一 开始下降 ，然后 出 现波动， 可以降 低 松弛系数 ，我的 问 题就能收 敛， 但如果网 格质
7、量 不 好， 是很难 的。 通 常， 计算非 结构网 格， 如果问 题 比较复杂 ，会出 现 这种情况 ，建议 作 网格时多 下些功 夫 。 理论上说 ， 残差 的震 荡是数值 迭代在 计 算域内传 递遭遇 障 碍物反射 形 成周期震 荡导致 的 结果， 与 网格亚 尺 度雷诺数 有关。 例 如， 通常 压力 边界是主 要的反 射 源，换成 OUTFLOW 边界会好些。 这主要根 据经验 判 断。所以 我说网 格 和边界条 件是主 要 因素。 fluent 帮助提到 非定常 隐 式计算中 在每一个 时间步内需要进行 多次 迭代并 判断收敛 ， 如果不收 敛还可以减小时间 步长 。 不知 道如何
8、对 “ 非 定常问 题 ” 判断收敛 ？ ？ 按时间步 长内的 计 算结果， 达 到你的 收敛要求 即可， 相 当于时间 步长 内的稳态 计算 。 我主要对 它说的 “ 判断收敛 ” 不知如何 做 的 ， 因为 非定常 问 题随时间 变 化的 不能按 照两次 解的差 。 如果认为 合理的 而 采用直接 时间步 进 的话：为 何 “ 一个时间步内需 要 几次迭代 ” 呢？ 直 接 用相应更 小的时 间 步长，一 次迭代 就 经历一个 时 间步长效 果不是 一 样的吗 ？ 可能我还 是没有 理 解 “ 一个时间步内进 行的几次 迭代 ”的意义 。 确实， 这个 问 题， 有时也有 些纳闷， 不过想
9、当 然的认 为 ， 每个时间 步 长，类似 求解一 次 定常结果 ，需要 收 敛到判据 。 非定常计 算时， 在 每个时间步 dt 内， 进行一次 定常计 算 ，要迭代 到 收敛。 收敛判断 依 据， 根据 Ferziger 上有误差 分析的 内 容， 迭 代到残 差下降 3 4 阶就可 以了。 计算问 题是 ghsot 叶轮流 场模拟 fluent 残差 出现振荡， 如图， 采用的 离散格 式是二阶迎风， 如果采用一 阶迎风则 收敛较好， 但是结 果还不 如二阶 迎风振荡时精确。 网格总数是 25 万， 加密一倍 50 万还是 如此， 原先 计算的 时候出口 总 是有逆流， 增加计 算域后逆
10、 流算是 消 除了， 但是 但 是总 有几个收 敛不 到 1e-3 以下 ，用分 离求解器 时是湍 动 能和湍流 黏性耗 散 方程收敛 不 到 1e-3 ， 用 耦合求 解器时是 动量方 程 收敛不到 1e-3 。 边 界条件设 成压 力出口和 流量出 口 都出现振 荡。请 教 高手我该 怎么办 ？ 从几方面 入手： 首先把网格画得 稍微疏些 ，精度 改 为一阶， 然后把 松 弛因子改 的 低一些（ 在默认 的 情况下减低 0.2 0.3）； 另外一种是首先 设置为层 流，再 计 算一下层 流情况 是 否收敛； 最后是修改 multigrid 中的值 。 实际中要把三种 ，特别前 两种方 法
11、结合使用 ，在低 参 数 下如果 收 敛的话再 提高网 格 和精度等， 然后在 原有基础 上计算。 如果以上 所有 的方法都 不收敛 ， 可能就是 边界条 件 设置的问 题。 一阶精度 易收敛, 一 个原因是 由于截 断 误差引起 的人工 粘 性大, 因此 不容易震 荡 。 如果 用层流计 算, 由于粘 性小, 更不易 收敛. 计算时, 可 用一阶精 度结果 作 为初值, 用二 阶精度 计算. 另外, 将松 弛 因子改的 低 一些, 以及修改 multigrid 中 的值不 失为 好办法 。 如果仍 不 收敛， 查 一 下最大残 差所在 的 网格, 修改网格. CFX 计 算结 果出现振荡！
12、我最近用 CFX 模拟 一个 cyclone 内 部 的流场， 可是无 论 我用 steady 还是 transient 都是 在残差接近 10-3 时出现较 大波动， 之后出现 peak 现象， 输出的 结果也 不可靠 ， 我用 的是 RSM 的 SSG model ， Auto time scale 和 Phsical time scale 都尝 试过， 结 果都是在 10-3 时 出现较大 波 动，之后 出现 peak 现象； 网格我分 两部分 ： 一部分非 结构（Prisms and Hex core ） 一部分结 构 网格，在 CFX 中定义 Interface ； 各位高手 帮我看
13、 看 ，问题出 在哪里 ？ 多谢啦 ！ ！ ！ 下面的方 法，按 照 顺序试。 1. 减少步长 ，尝试 1e-6 级别的 步长试 过了吗？ 2. 改换计算 精度， upwind 改成 higher upwind,或者 higher upwind 换成 upwind. 3. 按 比 例 增 加 流 体 速 度 ， 比 如 让 所 有 压 力 条 件 不 变 ， 同 时 让 所 有 速 度 边界条件 减小到原 来的 1/10, 收敛后逐 次增加直 到到达实 际条件 。 如果都是 压力条 件 ， 可以保 持出口 压 力不变， 但减小 进 口压力， 让进 口和出口 压力差 减 小到原来的 1/10.
14、然后逐次 增加。 4. 改换网格 。但这 个比较麻 烦，我 也 不觉的是 决定因 素 3 的方法 应该是 比较 通杀的， 呵呵。 因 为速度越 低，就 越 容易收敛 ， 只要收敛 了一个 慢 速流场， 以 后 的流 场都是逐 渐增加， 从前一个 结果 算很少不 收敛的 。 FLUENT 运行过程中， 出现残 差曲线 震 荡是怎么 回事？ 如 何解决残 差 震荡的问 题？残 差 震荡对计 算收敛 性 和计算结 果有什 么 影响？ 一. 残差波动的 主要 原因：1 、 高精度 格 式； 2 、 网格 太粗 ；3 、 网格 质量差；4 、 流场本 身边界复 杂，流 动 复杂；5 、模 型的不 恰当使
15、用 。 二. 问： 在进 行稳态 计算时候 ， 开 始残 差线是一 直下降 的 ， 可是 到后来各种残 差线都 显 示为波形 波动， 是 不是不收 敛阿？ 答 ： 有 些复杂 或流 动环 境恶劣 情形下 确实 很难收 敛。计 算的 精度 （2 阶 ） ， 网格 太疏 ， 网格质量 太 差， 等都会使 残差波 动 。 经常遇到 ， 一开始下 降， 然后出 现波动， 可以 降低松 弛系数， 我的 问题就 能收敛 ， 但如果网 格质量 不 好， 是很难 的。 通 常， 计算非 结构网 格， 如果问 题 比较复杂 ，会出 现 这种情况 ，建议 作 网格时多 下些功 夫 。理论上 说， 残 差的震 荡是
16、数 值迭 代在计 算域内 传递 遭遇障 碍物反 射 形 成周期 震 荡导致的 结果， 与 网格亚尺 度雷诺 数 有关。 例 如， 通 常 压力边界 是主 要的反射 源，换成 OUTFLOW 边界会好些。这 主要根 据 经验判断 。 所以我说 网格和 边 界条件是 主要因 素 。 三. 1 、 网 格问题 ： 比如流场 内部存 在 尖点等突 变， 导 致 网格在局 部质 量存在问 题， 影 响 收敛。 2 、可以调整一 下 courant number ，courant number 实际 上是指时 间步长和 空间步 长 的相对关 系，系 统 自动减小 courant 数 ，这种情 况 一般出现
17、 在存在 尖 锐外形的 计算域 ， 当 局部的流 速过大 或 者压差过 大 时出错， 把局部 的 网格加密 再试一 下 。 在 fluent 中， 用 courant number 来调节 计算的稳 定性与 收 敛性。 一般来说 ， 随着 courant number 的从小 到大的变 化， 收 敛 速度逐渐 加快， 但是稳 定性逐 渐降低。 所 以具体 的问题， 在 计算的 过程中， 最 好 是把 courant number 从小开始 设置， 看 看迭代残 差的收 敛 情况， 如 果 收敛速度 较慢而 且 比较稳定 的话， 可 以适当的 增加 courant number 的 大小，根 据
18、自己 具 体的问题 ，找出 一 个比较合 适的 courant number ， 让收敛速 度能够 足 够的快， 而且能 够 保持它的 稳定性 。 Quality reported as a circumsphere ratio Quality of 1.0 is an isotropic Tet or Tri Quality approaches 0.0 as Tet or Tri becomes distorted 书 中横 卧着 整个 过去的 灵魂 卡莱 尔 人 的影 响短 暂而 微弱， 书的 影响 则广 泛而深 远 普 希金 人 离开 了书 ，如 同离开 空气 一样 不能 生活 科 洛廖 夫 书不 仅是 生活 ，而 且 是现 在、 过去 和未 来 文化 生活 的源 泉 库 法耶夫 书 籍 把 我 们 引 入 最 美 好 的 社 会 ， 使 我 们 认 识 各 个 时 代 的 伟 大 智 者 史美 尔斯 书 籍便 是这 种改 造灵魂 的工 具 。 人 类 所需要 的 ， 是 富有 启 发性的 养 料。而 阅读 ，则 正是 这种养 料 雨果
