首页 理论教育STAR-CCM+流场计算:非定常计算设置

STAR-CCM+流场计算:非定常计算设置

【摘要】:计算流固耦合换热时固体的松弛因子默认取比较大的值,这样可以加速计算。图3-82 更改Logical Rule图3-83 设置Minimum Value5.更改计算结束条件点击[Stopping Criteria]>[Maximum Inner Iterations],如图3-84所示。如果计算过程中,输出窗口出现图3-86所示的不收敛信息,请加大“Inner Iterations”项的值,再继续进行计算。

1.时间步设定

点击[Solvers]>[Implicit Unsteady],确认属性栏中的“Time-Step”项为1.0,如图3-72所示。

Courant数(又称酷瑞数)是决定时间步的一个无量纲数。Courant数如果比较大的话,由于时间精度的问题,可能无法正常计算下去。对于标准的k-ε湍流模型,该值在100以下时,计算比较稳定。Courant数根据分析条件可能要取更小的值。

如果不知道Courant数是多大的时候,可以用Report功能求出最大的Courant数。

右键选择[Reports]>[New Report]>[Maximum],生成[Reports]>[Maximum 1],如图3-73所示。

978-7-111-35792-6-Chapter03-80.jpg

图3-72 Time-Step(时间步)

978-7-111-35792-6-Chapter03-81.jpg

图3-73 新建Maximum函数

把属性栏中的“Scalar Field Function”项更改为“Convective Courant Number”,如图3-74所示。

全选属性栏窗口的“Parts”项中的对象,如图3-75所示。

右键点击[Reports]>[Maximum 1],选择[Create Monitor and Plot from Report],如图3-76所示。

右键点击[Plots]>[Maximum 1Plot],选择“Open”按钮,如图3-77所示。

这样计算过程中就可以得到最大Courant数,以判断仿真分析的准确性。

2.松弛因子设定

点击[Solvers]>[Segregated Ener-gy]。如图3-78所示,将属性栏中的“Solid Under-Relaxation Factor”项的值更改为1.0。计算流固耦合换热时固体的松弛因子默认取比较大的值(0.99或1.0),这样可以加速计算。

3.追加计算结束条件

追加[X方向流速残差]、[能量残差]为计算结束条件。

右键点击[Stopping Criteria]。如图3-79所示,从“Create from Moni-tor”项中分别选择“X-momentum”、“Energy”2个方程。确认追加结束对象,如图3-80所示。

978-7-111-35792-6-Chapter03-82.jpg

图3-74 设置Scalar Field Function

978-7-111-35792-6-Chapter03-83.jpg

图3-75 选择Convective Courant Number对象

978-7-111-35792-6-Chapter03-84.jpg

图3-76 Create Monitor and Plot from Report功能

978-7-111-35792-6-Chapter03-85.jpg

图3-77 打开图表

978-7-111-35792-6-Chapter03-86.jpg

图3-78 更改Solid Under-Relaxation Factor

978-7-111-35792-6-Chapter03-87.jpg

图3-79 创建X-momentum、Energy方程

4.变更残差计算结束条件(www.chuimin.cn)

同时选择[Stopping Criteria]>[Energy Criterion]和[Stopping Criteria]>[X-momentum Cri-terion],其属性栏中“Logical Rule”项为“Or”,如图3-81所示。

978-7-111-35792-6-Chapter03-88.jpg

图3-80 确认追加结束对象

978-7-111-35792-6-Chapter03-89.jpg

图3-81 选择Energy Criterion和X-momentum Criterion

更改属性栏中的“Logical Rule”项为[And],如图3-82所示。

分别点击[Stopping Criteria]>[Energy Criterion]>[Minimum Limit]、[Stopping Criteria]>[X-momentum Criterion]>[Minimum Limit],如图3-80所示。

更改属性栏中的“Minimum Value”值为0.1,如图3-83所示。

978-7-111-35792-6-Chapter03-90.jpg

图3-82 更改Logical Rule

978-7-111-35792-6-Chapter03-91.jpg

图3-83 设置Minimum Value

5.更改计算结束条件

点击[Stopping Criteria]>[Maximum Inner Iterations],如图3-84所示。

确认属性栏中的“Max Inner Iterations”值为20,如图3-85所示。Inner Iteration是各个时间步内的最大迭代步数。

978-7-111-35792-6-Chapter03-92.jpg

图3-84 选择Maximum Inner Iterations

978-7-111-35792-6-Chapter03-93.jpg

图3-85 Max Inner Iterations选项

如果这个值比较小,有可能迭代完了内部迭代步数,接下来就进行下一个时间步的计算,说明这个时间步还没有能够收敛。

如果计算过程中,输出窗口出现图3-86所示的不收敛信息,请加大“Inner Iterations”项的值,再继续进行计算。

978-7-111-35792-6-Chapter03-94.jpg

图3-86 不收敛信息

选择[Stopping Criteria]>[Maximum Physical Time],如图3-87所示。

在属性栏中的“Max Physical Time”项中输入6000,如图3-88所示。

点击[Stopping Criteria]>[Maximum Steps]。如图3-89所示,取消选择属性栏中的“Enabled”项,这样就不会由于迭代步数到达了最大值而终止计算了。

978-7-111-35792-6-Chapter03-95.jpg

图3-87 Maximum Physical Time选项

978-7-111-35792-6-Chapter03-96.jpg

图3-88 输入Max Physical Time