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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 仿真模拟 » FLUENT & CFX » 请教一个残差振荡的问题，自己尝试着解决，但遇到困难
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ymcumt

金虫 (小有名气)

[求助] 请教一个残差振荡的问题，自己尝试着解决，但遇到困难 已有1人参与

背景：模拟的是两相流问题，压力驱动流动，物理过程比较简单，边界条件也比较简单，采用vof及csf（续表面张力）模型，非稳态计算，忽略重力，采用压力入口及压力出口边界条件，共14771个网格，时间步长：0.0001s，时间步数：10000，计算时出现比较严重的残差振荡，第1个图，查看前辈总结的原因：“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、模型的不恰当使用。”
我尝试了两种解决方法：
1、将动量改为一阶迎风格式，得到第2个图，比第1个图振荡得更严重了。

2、后来将网格加密到89705个，时间步长：0.0001s，时间步数：10000，
得到第3个图，依然振荡的厉害，但此时已经显示计算收敛，“! 1873 solution is converged”。

2个请教的问题：
1、        非稳态计算中这样的残差振荡是不是正常的？为什么我的处理方法没有得到好的效果
2、残差振荡那么厉害，出现了“! 1873 solution is converged”提示，这个比较困惑，残差监视窗口：continuity  0.001，x-velocity   0.001，y-velocity   0.001，观察残差曲线并没有达到收敛条件

请教一个残差振荡的问题，自己尝试着解决，但遇到困难
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请教一个残差振荡的问题，自己尝试着解决，但遇到困难-1
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请教一个残差振荡的问题，自己尝试着解决，但遇到困难-2
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1楼 2014-04-08 09:52:02
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ymcumt

金虫 (小有名气)
在用加密网格计算时（89705），起初时间步长：0.0001s，时间步数：10000，计算到76步就显示收敛“solution is converged”，我把参数调为:时间步长：0.001s，时间步数：1000,提示“Divergence detected in AMG solver: y-momentum”，看到有2种解决方法：1.动量松弛因子调小2.时间步长调小。我将动量松弛因子由0.7调为0.01，出现“Global courant number is greater than 250.00   The velocity field is probably diverging. Please check the solution and reduce the time-step if necessary.”提示，难道是我的网格太密了？
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    • 2014-04-08 11:08:59, 16.23 K
2楼2014-04-08 11:09:06
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woshihuolei

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
ymcumt: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-04-08 19:24:33
非稳态计算正常情况下残差都要震荡，不震荡反而不正常~
每个时间步内的残差最好能够下降3个数量级
楼主只需保证每一时间步内达到收敛就可以了
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3楼2014-04-08 11:21:57
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ymcumt

金虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by woshihuolei at 2014-04-08 11:21:57
非稳态计算正常情况下残差都要震荡，不震荡反而不正常~
每个时间步内的残差最好能够下降3个数量级
楼主只需保证每一时间步内达到收敛就可以了

谢谢~资料上也写过这，我还想问一下，”每个时间步内的残差最好能够下降3个数量级“ ，是指0.0001s内残差最好能够下降3个数量级？这个怎么观察呢？比如 通过我上面的图。另外”楼主只需保证每一时间步内达到收敛就可以了“，这个又是怎么知道的呢？
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4楼2014-04-08 12:46:48
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woshihuolei

银虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by ymcumt at 2014-04-08 12:46:48
谢谢~资料上也写过这，我还想问一下，”每个时间步内的残差最好能够下降3个数量级“ ，是指0.0001s内残差最好能够下降3个数量级？这个怎么观察呢？比如 通过我上面的图。另外”楼主只需保证每一时间步内达到收敛就 ...

1、是的  观察可以通过残差图 左侧有坐标
2、如果达到收敛，控制台是有显示的，比如你设定的每一时间步内最大迭代次数是20，它算到第10步就收敛了，那它就会直接转入下一时间步计算的 反之，它在本时间步内会计算20次，然后转入下个时间步。。。建议每个时间步内达到收敛，否则结果可信度不足
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5楼2014-04-08 18:28:19
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ymcumt

金虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by woshihuolei at 2014-04-08 18:28:19
1、是的  观察可以通过残差图 左侧有坐标
2、如果达到收敛，控制台是有显示的，比如你设定的每一时间步内最大迭代次数是20，它算到第10步就收敛了，那它就会直接转入下一时间步计算的 反之，它在本时间步内会计算 ...

谢谢，懂了。追问个问题，为什么我的网格加密后（89705），振荡更厉害了，而且出现了“Divergence detected in AMG solver: y-momentum”“Global courant number is greater than 250.00   The velocity field is probably diverging. Please check the solution and reduce the time-step if necessary.”这些严重错误，是不是网格太密了
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6楼2014-04-08 19:31:07
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woshihuolei

银虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by ymcumt at 2014-04-08 19:31:07
谢谢，懂了。追问个问题，为什么我的网格加密后（89705），振荡更厉害了，而且出现了“Divergence detected in AMG solver: y-momentum”“Global courant number is greater than 250.00   The velocity field is ...

恩，正常来说，网格越密，时间步长越小；所以网格加密时，时间步长也要相应调小。保证库郎数大概是1左右好像
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7楼2014-04-08 20:18:48
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ymcumt

金虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by woshihuolei at 2014-04-08 20:18:48
恩，正常来说，网格越密，时间步长越小；所以网格加密时，时间步长也要相应调小。保证库郎数大概是1左右好像...

thankyou~~
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8楼2014-04-09 07:32:07
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cuiqing-bit

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
7楼: Originally posted by woshihuolei at 2014-04-08 20:18:48
恩，正常来说，网格越密，时间步长越小；所以网格加密时，时间步长也要相应调小。保证库郎数大概是1左右好像...

个人建议，在低CFL数小步长条件下达到流场初步稳定后，增大CFL到5，直至收敛
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9楼2014-04-09 14:46:08
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woshihuolei

银虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by cuiqing-bit at 2014-04-09 14:46:08
个人建议，在低CFL数小步长条件下达到流场初步稳定后，增大CFL到5，直至收敛...

不知您用的是不是密度基求解器？
压力基求解器里面没有CFL或库郎数的设定选项的，只能根据试算进行调整~~
望指教
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10楼2014-04-09 20:19:55
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