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pendaxin

金虫 (小有名气)

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[交流] 请问非稳态计算的网格无关性如何做？

如题
由于非稳态达不到一个准稳态的状态，即每个时刻的流场都是不同的，应该如何进行网格无关性检验，从而得到最佳的网格尺寸？
谢谢！

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1楼2012-12-03 16:18:15

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onesupeng

金虫 (职业作家)

★ ★ ★ ★
pendaxin(金币+1): 谢谢参与
xiegangmai: 金币+2, 谢谢应助 2012-12-05 10:29:47
xiegangmai: 金币+1, 仿真EPI+1, 辛苦了！ 2012-12-05 10:30:23

引用回帖:

2楼: Originally posted by liubinjie at 2012-12-03 16:54:20
哥们，我来纠正下你提出来的问题。
首先，我说你提出的问题是错误的问题，在计算流体力学里，网格的质量对你的计算结果有影响，而且在很多问题里是影响很大的。所以你想要CFD计算结果不依赖网格，而计算结果一致， ...

愣，你做了几天CFD啊？呵呵。

CFD的一流杂志JCP上的文章，绝大部分文章都会有收敛性、网格独立性、时间步独立性和计算区域独立性的验证。这些验证包含稳定的、非稳定的验证，还包括层流、湍流的验证。

定太就不说，我用圆柱绕流和平板边界层说明一下：
非定常的圆柱绕流，比如你用A网格算得的阻力系数平均值为Cd，涡脱落频率为St。然后加密网格，使得壁面附近的网格大小为原来的0.5倍，计算结果为Cd1和St1，如果Cd1和St1与原来的相对误差(Cd1-Cd)/Cd, (St1-St)/St在一定的误差范围内，比如3%或者5%（这个可根据问题的精度要求而定），那么认为该问题不依赖于网格，可用A网格做相关研究和物理现象的分析。

对于平板边界层，Re大于一定程度，会出现湍流和复杂的湍流结构、涡系结构，这个时候用不同的网格，看看湍流统计特性、流畅特征、壁面摩擦力统计规律等。。。。用类似圆柱的办法即可做相关分析。

没错，数值计算和网格分不开，这是将连续的方程变化为离散方程的必经之路，无论你用什么方法，都会涉及到网格，结果也都会受到网格的影响，除非你是解析的解。所谓的无网格、粒子法等，也都存在网格或者粒子数等的影响，因为你不可能完全用分子原子电子构造一个实际的流动（仅仅可构造一个非常小的周期性方块流动，没有实际意义）。但是，只要数值计算中的一般物理规律、统计规律等，在一定误差范围之内，结果即是可接受的。

工程领域所谓的不存在网格独立性，要么是不知道何为网格独立性、要么不知道怎么做、要不偷鸡不愿意做，因为做网格独立性就把他算得结果否定了，就要多花工夫了。结果稀里糊涂的给两张图，然后不得了啊，什么大项目交差了等等。呵呵

[ Last edited by onesupeng on 2012-12-4 at 23:27 ]

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15楼2012-12-04 23:25:53

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liubinjie

金虫 (正式写手)

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★ ★ ★ ★
pendaxin(金币+1): 谢谢参与
xiegangmai: 金币+3, 鼓励讨论交流 2012-12-03 19:25:59

哥们，我来纠正下你提出来的问题。
首先，我说你提出的问题是错误的问题，在计算流体力学里，网格的质量对你的计算结果有影响，而且在很多问题里是影响很大的。所以你想要CFD计算结果不依赖网格，而计算结果一致，我告诉你这是不可能的。先搞清楚CFD的基本理论是什么，是数值计算，不同的差分格式求解不同的线性方程。这些线性方程在不同的网格，不同的网格数目下，近似是不一样的，不同的近似方程你想要解是一样的，这是不可能的。如果你自己编程写过代码，你就更清楚这个过程。
其次，哥们你想表达的意思是，如果摆脱计算网格质量对计算结果的影响，在传统的算法里，只是不可调谐的。所以你必须摆脱传统的算法。于是乎粒子算法在上时间90年代产生了，利用粒子分布来形成不同的边界形状，一个粒子代表一个网格。目前是这CFD的一个前沿，新的算法，颠覆了传统的CFD网格计算，摆脱了网格的局限性。
所以你想要摆脱网格的局限性你目前的基于网格计算是不可能的，只用采用无网格算法，也就是粒子算法。
我以前做的一直是经典CFD基于网格计算的FVM和FDM。我以前用软件，软件上通过UDF二次开放，还做个一年多自己从底层开始写代码做经典的有网格的CFD计算，后来就是因为网格的局限性，现在放弃了网格的CFD。目前我一直做网格的粒子算法。如果你想更清楚了解，在联系吧。对于你的金币数目我只能回答到这了。