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非稳态VOF,网格独立性和时间步长的问题。

作者 meerkat
来源: 小木虫 500 10 举报帖子
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如题。
最近在用fluent尝试模拟气泡/油滴上升过程,尚有一事不明,请诸位解答。

cfd模拟是需要验证网格独立性的,

做非稳态模拟时,VOF的时间步长是要顾及到courant number。那么验证网格独立性的时候,较疏的网格我用较大的时间步长,而较小的网格则需要较小的时间步长来满足courantnumber。那么这样验证网格独立的话,不同网格疏密,采用的时间步长是不同的,这样合理否? 还是说一律采用最密网格时对应的最小时间步长来验证网格独立?

论文上一般说,较小的网格需要较小的时间步长(courant number的关系),做网格独立性,一来可以保证结果独立于网格规模,二来可以找到最节省资源的网格数量。但我还没有找到论文说网格独立性验证中,是否随网格疏密而调整时间步长。抑或说,是否有时间步长独立性这个东西?还是说,时间步长独立性已经“耦合”在验证网格独立性之中了?(timestepsize以courant number 为标准配合网格疏密,也就是说,不同的网格采用能够收敛的最大步长,这样验证网格独立性?) 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • onesupeng

    如果我来做,可能会用较密网格的dt,然后用两套网格,试一试。当确定采用粗网格时,再使用粗网格验证几个dt,找一个能够接受的较大的dt。

    验证有网格独立性、时间步独立性、计算区域独立性等。courant number数一般在显示格式里面才有,隐式格式没有这个说法。另外,对于VOF这种东西,可能courant number不是限制dt的主要原因,你可以多试一试看看

  • taqdtj

    我认为时间步长应该保持一致,否则不同网格疏密下没有可比性!

  • meerkat

    引用回帖:
    2楼: Originally posted by onesupeng at 2012-12-17 11:49:55
    如果我来做,可能会用较密网格的dt,然后用两套网格,试一试。当确定采用粗网格时,再使用粗网格验证几个dt,找一个能够接受的较大的dt。

    验证有网格独立性、时间步独立性、计算区域独立性等。courant number数一 ...

    vof 也有courant number,太大的话可能会导致发散。我都是调整步长让它在2以下(也是自适应步长里的默认值)。所以网格越细,时间步长肯定会越小。这样是不是可以网格独立和时间步长独立一起验证?

  • meerkat

    引用回帖:
    3楼: Originally posted by taqdtj at 2012-12-17 15:04:37
    我认为时间步长应该保持一致,否则不同网格疏密下没有可比性!

    或许吧,但网格疏密与时间步长长短是对应的(否则可能发散),见楼上我的回复。或者这样说:网格独立性和时间步长独立性是否可以同时验证(courant number 为关联)?

  • onesupeng

    所以这已经违背courant number 限制一说。严格的显示格式,courant number 小于1才收敛。你的情况courant number 可以大于1,显然控制你收敛的因素不是courant number,而是其他因素。验证我前面已经说的很明白。

  • meerkat

    引用回帖:
    6楼: Originally posted by onesupeng at 2012-12-17 23:25:30
    所以这已经违背courant number 限制一说。严格的显示格式,courant number 小于1才收敛。你的情况courant number 可以大于1,显然控制你收敛的因素不是courant number,而是其他因素。验证我前面已经说的很明白。

    采用fluent 默认的隐式格式,对courant number 并没有那么严格的标准。

    您应该是指courant number 决定收敛?如果我没理解错的话,courant number <1 是显式时间格式收敛的条件,收敛与发散是对应的。但对隐式格式,并无如此严格的要求。

    然而,我的问题是时间独立性问题,换句话说,是计算精度或者说真实度的问题,而并不是计算收敛的问题。即便采用显式格式,保证了courant number<1,保证计算收敛,也未必能保证时间步长离散不会带来显著的误差。不知我这样理解是否如您的意思。

    您提出的验证方法还是很有参考价值的。

    我的问题可以换个方式说:在保证收敛的前提下,在不同疏密网格的验证中,尽可能取较大的时间步长。这样验证网格独立性的同时,时间独立性是“与之配套”的被验证了(越密的网格必然需采用越密的时间步长才能保证收敛)。这样的验证思路是否合理呢?乃是因为我看的几篇论文,只提到了网格独立性,而没有提到时间步长独立性,所以我怀疑他们是按我上述的思路进行验证的。如果哪位能够提供些不同的论文(最好是工学论文),里面有分别验证网格独立性和时间步长独立性,则请贴出来赐教,甚为感谢

  • onesupeng

    我在二楼第一句话已经明确告诉你常用策略。

    不用和我讲courant number,显然你没有研究这玩意的来源和含义。

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