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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 计算模拟 » 软件使用与操作 » 亚松弛因子（URFs）对Fluent对流传热仿真结果会有很大影响么
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绿野渊

新虫 (小有名气)

[求助] 亚松弛因子（URFs）对Fluent对流传热仿真结果会有很大影响么

嗯，我仿真的问题是运送原油的油轮上面油箱的加热。大概就是一个20m*20m*20m的盒子里装了86.5%体积的原油，余下部分用氮气填充。氮气跟原油的交界面认为是静止的，设为interface（勾上了coupled这个选项以确保原油跟氮气有换热）。然后加热是从油箱底部加热的，constant heat flux。由于瑞利数很大，所以采用了K-e湍流模型，保持默认设置。
楼主做了3次仿真（S1、S2、S2），除了亚松弛因子之外，三次仿真的设置完全相同。亚松弛因子的区别如下：
S1:Momentum URF- 0.7, turbulent kinetic energy URF- 0.8 (Fluent中的默认值)
S2: Momentum URF- 0.55, turbulent kinetic energy URF- 0.65
S3: Momentum URF- 0.4, turbulent kinetic energy URF- 0.5
可是如下图所示，三次仿真的结果还是有着很明显差别的。按道理不应该啊，亚松弛因子不是只应该对达到收敛的时间产生影响么，可是这里的确影响了仿真结果。
鉴于楼主最近被URF轻松虐了（寝食难安啊，做不出一致的仿真结果），特来求大家解救：应该怎么解释图中的现象呢？需要怎么处理亚松弛因子设置的问题呢（如果默认值不行的话）？谢谢啦。
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    • 2013-08-14 20:10:56, 33.07 K

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1楼2013-08-14 20:12:30
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
绿野渊: 金币+5, ★有帮助, 谢谢提醒！ 2013-08-14 21:02:57
fegg7502: 金币+1, 应助指数+1, 专家考核, 鼓励交流 2013-08-15 08:49:50
和你的具体问题关系不大。 欠松弛(under relaxation) 理论上不会影响结果，如果收敛了的话。问题是在使用商业软件时，往往做不到完全收敛，因为CPU的限制。在你的情况，你没有给出你的相对残差。如果你保证三种工况都达到，比如说，10^(-9) 的相对残差，你应该不会有物理结果上的区别。所以，首先请检查你的相对残差。
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2楼2013-08-14 20:22:34
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绿野渊

新虫 (小有名气)
★
fegg7502: 金币+1, 鼓励交流 2013-08-15 08:50:01
引用回帖:
2楼: Originally posted by pippi6 at 2013-08-14 20:22:34
和你的具体问题关系不大。 欠松弛(under relaxation) 理论上不会影响结果，如果收敛了的话。问题是在使用商业软件时，往往做不到完全收敛，因为CPU的限制。在你的情况，你没有给出你的相对残差。如果你保证三种工况 ...

首先谢谢回复啊。另外那个图不知道今天为什么传不上去，所以传附件了……
我这次也注意了收敛的问题。考虑到我关注的是原油的升温过程，因此除了Fluent默认的residual之外，我自己也加进去了温度（确切来说是整个油箱里原油的volume-average temperature）的residual。我设定这一项小于1e-6并且Fluent默认的residual也收敛时才能认为计算结果收敛。
仿真结果是：对于第一次仿真（使用默认URF的S1），每一次time step都没显示收敛，但是residual也不大，比如对于温度，residual大概总在1.5e-5之下；对于后两次仿真（调小了URF的S2、S3），至少有一半的time step都显示了收敛。
其实我听说把亚松弛因子调的太小会造成”假“的收敛，事实上解并没有收敛。会不会是这个原因呢
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3楼2013-08-14 21:00:44
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
fegg7502: 金币+1, 应助指数+1, 专家考核, 鼓励交流 2013-08-15 08:50:17
绿野渊: 金币+15, ★★★很有帮助, 很给力哦，教我一下子明白了问题所在 2013-08-15 13:53:39
引用回帖:
3楼: Originally posted by 绿野渊 at 2013-08-14 21:00:44
首先谢谢回复啊。另外那个图不知道今天为什么传不上去，所以传附件了……
我这次也注意了收敛的问题。考虑到我关注的是原油的升温过程，因此除了Fluent默认的residual之外，我自己也加进去了温度（确切来说是整个 ...

> 其实我听说把亚松弛因子调的太小会造成”假“的收敛，事实上解并没有收敛。会不会是这个原因呢

我上贴说的就是这个意思啊。 要不让你把相对残差做小呢。要较真的话，就要说你的收敛判据了。我看1e-5 1e-6都不行。为了保险，先把 相对残差做到1e-8 或 -9. 或者，在相同urf下，调整残差判据， 比较结果，就能看出收敛判据的影响。
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4楼2013-08-14 22:42:11
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绿野渊

新虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by pippi6 at 2013-08-14 22:42:11
> 其实我听说把亚松弛因子调的太小会造成”假“的收敛，事实上解并没有收敛。会不会是这个原因呢

我上贴说的就是这个意思啊。 要不让你把相对残差做小呢。要较真的话，就要说你的收敛判据了。我看1e-5 1e-6都 ...

哦，我明白你的意思啦！我以前以为调小URF只会让Fluent默认监控的那一堆resediual变小以至于出现“假”的收敛，所以觉得只要添加上对平均温度的residual的监控就可以确保真正收敛。嘿嘿，这个理解还是错了~
多谢你的建议！后面我可以在相同URF下调整残差收敛的判据，从而看出在什么情况下才能出现真正的收敛。
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5楼2013-08-15 13:51:34
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