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1、 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. Proprietary 求解设置求解设置求解设置求解设置Introductory FLUENT TrainingIntroductory FLUENT Training5-2 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008大纲u求解器l设置求解参数l收敛 Convergencen定义 Definitionn监视Monitoringn稳
2、定性Stabilityn加速收敛Accelerating Convergencel准确度Accuracyn网格相关性n网格自适应l非定常流动模型n非定常流动问题设置n非定常流动模型选项l总结l附录5-3 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008大纲u求解器l设置求解参数l收敛 Convergencen定义 Definitionn监视Monitoringn稳定性Stabilityn加速收敛Accelerating Converg
3、encel准确度Accuracyn网格相关性n网格自适应l非定常流动模型n非定常流动问题设置n非定常流动模型选项l总结l附录5-4 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008NoSet the solution parametersInitialize the solutionEnable the solution monitors of interestModify solution parameters or gridCal
4、culate a solutionCheck for convergenceCheck for accuracyStop求解过程概览YesYesNo求解器5-5 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008求解器u在FLUENT中有两个可用的求解器l基于压力的求解器l基于密度的求解器u基于压力的求解器中两个算法l分离求解器先后求解压力修正项和动量l耦合求解器同时求解压力和动量SegregatedPBCSSolve Turbulen
5、ce Equation(s)Solve SpeciesSolve EnergyDBCSSolve Other Transport Equations as requiredSolve Mass Continuity;Update VelocitySolve U-MomentumSolve V-MomentumSolve W-MomentumSolve Mass& MomentumSolve Mass,Momentum,Energy,Species可用求解器5-6 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntrod
6、uctory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008可用求解器u基于密度求解器求解矢量形式的连续性方程、动量方程、能量方程、组分方程。压力由状态方程得到。u基于密度求解器可以使用隐式或者显示方式求解：l隐式使用高斯赛德尔方法来求解变量l显式使用龙格库塔显式方法求解变量注意：基于压力的求解器只有隐式格式选择求解器5-7 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008选择求解器u基于压力求解器在从低速不可压流到
7、高速可压流这样大范围的流动体系中都适用l需要较小内存u基于压力的耦合求解器 (PBCS) 对大多数单相流动是适用的，而且比分离的基于压力求解器效果好。对多相流，周期性流动和NITA算法不适用。l比分离求解器要多用1.52倍内存。u基于密度求解器(DBCS)适用于强耦合情况l举例：伴随燃烧的高速可压缩流、高超音速流、激波u相对于隐式算法，显式算法对时间步长有更高要求，因此通常使用隐式算法插值方法5-8 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 A
8、ug 2008插值方法u场变量（存储于单元体中心）必须内插于控制体的面上u对流项的插值方法lFirst-Order Upwind：一阶迎风，最容易收敛，只有一阶精度lPower Law： 指数形式，当雷诺数较小时比一阶精度高lSecond-Order Upwind： 二阶迎风，收敛较慢，二阶精度lMonotone Upstream-Centered Schemes for Conservation Laws (MUSCL)：.对于非结构网格局部有三阶精度，在预测二次流、漩涡流动时等具有更高精度lQuadratic Upwind Interpolation (QUICK)： 应用于四边形/六面体
9、或混合网格上，对于旋转流动非常有用, 对于均匀网格具有三阶精度插值方法5-9 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008插值方法u需要解出变量的梯度用来求通量，速度导数，以及用于更高阶数离散化格式u单元体中心处结果变量的梯度可以用三种方法得到lGreen-Gauss Cell-Based ： 默认方法，可能会有假扩散（求解域的拖尾现象）lGreen-Gauss Node-Based ： 更精确，将假扩散现象最小化，推荐用在三角形
10、/四面体网格上lLeast-Squares Cell-Based： 推荐用于多面体网格上，与nodebased方法具有相同精度面压力的插值方法5-10 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008面压力的插值方法u下面是FLUENT中可用的使用分离器时可以用来计算单元体面上压力的插值格式lStandard：默认格式，对于边界附近表面法向压力梯度较大处降低精度（但是不能够用于流动中压力急剧变化的地方，应该用PRESTO!格式 代替）
11、lPRESTO!： 用于强旋流、压力急剧变化流（多孔介质、涡扇模型等等），或者曲率较大区域lLinear： 当其它方法导致收敛困难或者出现非物理现象时使用lSecond-Order： 用于可压流，不能用于多孔介质、跳跃、涡扇等，也不能用于VOF和混合多相流模型lBody Force Weighted： 当质量力很大时使用，比如高雷诺数自然对流或者高回旋流压力速度耦合5-11 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008压力速度耦合
12、u压力速度耦合：当使用基于压力的求解器时，需要用数值算法从连续方程以及动量方程得到压力方程u在FLUENT中有四种算法lSemi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations (SIMPLE)nThe default scheme, robust缺省格式lSIMPLE-Consistent (SIMPLEC)n对于简单问题可以得到更快收敛（例如简单层流）lPressure-Implicit with Splitting of Operators (PISO)n对于非定常流动问题或者包含高扭曲度网格适用lFractional Step Method
13、(FSM)对非定常流的分步方法nNITA算法配合使用，与PISO方法特征相同初始化5-12 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008初始化u计算开始之前需要对所有变量初始化l合理的初始条件可以改善解的稳定性和加速收敛l对有些问题，一个好的初始假设是必需的。n举例：高温区域引起化学反应u对特定区域变量patchl自由射流（高速射流）l燃烧问题（高温区域来初始化反应）l自适应网格SolveInitializeInitializeS
14、olveInitializePatch多重网格初始化5-13 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008多重网格初始化uFMG能够用来创建一个更好的初始化流场lTUI 命令： /solve/init/fmg-initializationuFMG 在计算上即省又快，即在粗网格上先用一阶精度的欧拉方程计算u在基于压力和密度的求解器中都能使用，但是只能用于定常状态。uFMG使用完全近似存储（FAS）多重网格方法在一系列粗网格上求解流动
15、问题，再把解传到实际网格上作为初始条件进行精确计算。l参数设置TUI命令：/solve/init/set-fmg-initializationuFMG初始化对包含大压力、速度梯度的流动问题非常有用（比如：旋转机械，螺旋管）检查Case5-14 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008检查CaseuCase check在计算前对工况设置进行检查，减少错误uCase check内容lGrid 网格lModel Selection
16、模型选择lBoundary Conditions 边界条件lMaterial Properties 材料属性lSolver Settings 求解器设置u自动方法：将错误处自动改变u手动方法: 错误处手动改变SolveCase Check大纲5-15 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008大纲u求解器l设置求解参数l收敛 Convergencen定义 Definitionn监视Monitoringn稳定性Stabilityn
17、加速收敛Accelerating Convergencel准确度Accuracyn网格相关性n网格自适应l非定常流动模型n非定常流动问题设置n非定常流动模型选项l总结l附录5-16 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008收敛u收敛条件l所有离散化的守恒方程在所有单元体中都满足指定的残差或者求解值在之后的迭代中不再改变l全部的质量、动量、能量平衡都要达到u监测残差记录l一般来说，残差减少了三个数量级就意味着定性的收敛，在这个时
18、候，主要的流动特征就应该已经呈现出来了l能量残差必须减少到 10-6 （对基于压力的求解器而言）l组分残差需要减少到10-5 以达到组分平衡。u监视参数收敛l监视其它相关关键变量/物理量以确认收敛l确保全部质量/热量/组分守恒得到满足收敛监视残差5-17 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008收敛监视残差u残差图显示残差值达到程度All equations converged.10-310-6SolveMonitorsRes
19、idual收敛监视力/面5-18 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008收敛监视力/面u除了残差之外，还能够监视l升力，阻力或力矩l边界上或者面上的相关变量或函数（比如，面积分）SolveMonitorsForceSolveMonitorsSurface通量守恒校核5-19 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLU
20、ENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008通量守恒校核u除了监视残差和变量，还可以检查整体的热量和质量平衡u净不平衡量应该小于区域边界上最小通量的1%ReportFluxes减小收敛容差5-20 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008减小收敛容差u如果残差监视显示解是收敛的，但是变量仍然变化较大或者在质量、热量上不平衡，这意味着解并没有达到真正收敛u在这种情况下需要l减小收敛性判据的值或者在残差监视面板中使得
21、Check Convergence 不可用l继续迭代直到解收敛u在收敛性判据下选择none将会指示FLUENT不给任何方程检查收敛SolveMonitorsSolveIterateResidual收敛困难5-21 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008收敛困难u由于网格质量、不正确的设置等问题，会出现数值不稳定。l残差增长、不变、或者振荡Continuity equation convergencetrouble affec
22、ts convergence ofall equations.u解决方案l确保问题正确设置l用一阶离散化格式计算一个初始解l对有收敛问题的方程降低松弛因子（基于压力的求解器）l减少柯朗特数（基于密度的求解器）l重新划分网格，避免网格扭曲修正松弛因子5-22 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008修正松弛因子u欠松弛因子 用来稳定压力求解器的迭代过程u使用默认欠松弛因子开始计算u减小动量的欠松弛因子通常能够帮助收敛l默认设置是
23、对较大范围的问题适用的，如果需要的话可以减小这个值l适当的设置最好从试验中得到SolveControlsSolution修正柯朗特数5-23 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008修正柯朗特数u基于密度的显式求解器l稳定性约束给柯朗特数一个最大的限制n不能大于2（默认值为1）n当收敛困难时减小柯朗特数u基于密度的隐式算法l柯朗特数不受稳定性约束限制n默认值是5SolveControlsSolutionMesh sizeApp
24、ropriate velocity scale加速收敛5-24 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008加速收敛u收敛可以由以下方式加速l提供更好的初始条件n从一个已有的解开始l逐渐增加的欠松弛因子或者柯朗数n过高的值会导致不稳定或者收敛问题n建议在继续迭代之前保存case和data文件l控制多重网格求解器设定（但是默认设置提供了一个比较稳定的网格设置而且一般不需要改动）从已有的解开始5-25 2006 ANSYS, Inc.
25、 All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008从已有的解开始u当问题定义有所改变时，可以使用已有的解作为初始条件l对一些实际问题的初始解提供建议Actual ProblemInitial ConditionHeat TransferIsothermalNatural convectionLow Rayleigh numberCombustion / reacting flowCold flowTurbulenceInviscid (Euler) solution大
26、纲5-26 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008大纲u求解器l设置求解参数l收敛 Convergencen定义 Definitionn监视Monitoringn稳定性Stabilityn加速收敛Accelerating Convergencel准确度Accuracyn网格相关性n网格自适应l非定常流动模型n非定常流动问题设置n非定常流动模型选项l总结l附录5-27 2006 ANSYS, Inc. All rights r
27、eserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008解的精确性u收敛解不一定是正确解l使用可用数据、物理定理来检查和评价结果l对最终结果使用二阶迎风离散化格式l确保结果与网格无关n使用自适应来修正网格u如果流动特征看起来不合理：l重新考虑物理模型和边界条件l检查网格质量l重新考虑边界位置的选择（或者计算域的位置），计算域选择不适当会显著影响解的精确性网格质量和解的精确性5-28 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. Proprietar
28、yIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008网格质量和解的精确性u数值误差是与单元梯度和单元面插值相关u减小数值误差方法l使用高阶离散格式（二阶迎风， MUSCL)l尽量使网格与流动方向一致以减小“假扩散”l优化网格n足够的网格密度是解决流动特征的必要条件s内插误差随着单元体尺寸的减小而减小n在非一致网格处减小网格尺寸的变化量s均匀网格的截断误差最小sFLUENT 提供了基于单元体尺寸变化的网格自适应能力n减小网格扭曲和纵横比s一般情况下，避免纵横比超过5：1（但是更高的纵横比在边界层处是允许的）s最佳的四面体/六面体网格是90度角s最佳的三角/
29、四面体网格是等边的网格细化5-29 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008网格细化u解不随网格的细化而改变u建立gridindependent流程l生成一个新的精细网格n在FLUENT中使用基于解的自适应方法s在进行之前保存原始网格s如果知道梯度较大区域，则需要在该区域生成较好的初始网格，例如使用边界层或尺寸函数s自适应网格从原始网格插值到优化后的网格FLUENT提供动网格自适应，它可以根据用户定义标准自动改变l继续计算直到
30、收敛l对不同网格上获得的结果进行比较l如果需要的话重复这个过程u使用TUI命令在不同粗细网格上使用相同边界条件（file/write-bc and file/read-bc ）以协助问题求解。通过从已有文件中获得数据进行插值可以得到更好的初始结果FileInterpolateGridAdapt大纲5-30 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008大纲u求解器l设置求解参数l收敛 Convergencen定义 Definitio
31、nn监视Monitoringn稳定性Stabilityn加速收敛Accelerating Convergencel准确度Accuracyn网格相关性n网格自适应l非定常流动模型n非定常流动问题设置n非定常流动模型选项l总结l附录5-31 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008非定常流动模型u在每个时间步内迭代收敛，然后推进到下一步u解的初始化定义了初始条件，而且这些条件必须是真实的u非迭代时间前进法(NITA)节省计算时间u
32、对基于压力的求解器：l时间步长 t,在 Iterate 面板中设置nt 必须足够小 用来解决依赖于时间的特征；确保在每个时间步的最大迭代步数中能够达到收敛n合适的时间步长可以由下估算得出：n可以用流动的特征时间来估算时间步长（比如在一个已知波动周期内的流动）lPISO格式对许多非定常流动可以帮助收敛非定常流动模型选项5-32 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008非定常流动模型选项u自适应时间步l通过分析局部舍入误差来自动调
33、节时间步长l可以通过UDF来定制u时间统计平均l对LES湍流模型特别有用u动画在计算之前设置u对于基于密度的求解器，柯朗特数定义了：l基于密度显式求解器的全局时间步长l基于密度隐式求解器的虚时间步长n真实的时间步长依然在Iterate 面板中定义小结5-33 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008小结u压力模式和密度模式的求解器的求解过程是相同的l一直算到一个收敛的结果l获得一个二阶的解（建议）l优化网格并且重新计算直到获得
34、一个独立于网格的解u所有的求解器都提供工具用来判定、改善收敛和确保稳定u所有的求解器提供工具来检查和改善精确度u解的精确性依赖于你所选择的物理模型和定义的边界条件是否合适5-34 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008附录u背景lFinite Volume Method 有限体积法lExplicit vs. Implicit 显式vs.隐式lSegregated vs. Coupled 分离vs.耦合lTransient S
35、olutions 瞬态解lFlow Diagrams of NITA and ITA Schemes NITA和ITA格式流程图5-35 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008有限体积法uFLUENT 求解器基于有限体积法. l计算域离散为控制体的有限集合u全部的质量、动量、能量等输运方程离散后应用于每一个单元体u解出所有方程来显示流场Fluid region of pipe flow discretized into fi
36、nite set of control volumes (mesh). control volumeUnsteadyConvectionDiffusionGenerationEquationVariableContinuity1X momentumuY momentumvZ momentumwEnergyh5-36 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008有限体积法u每个输运方程离散为代数形式，对单元体 P来说,u离散后的方程
37、需要单元体中心和表面上的信息l.流场数据（材料属性，速度等）存储在单元体中心l面上信息由当地或者相邻的单元体信息插值得到l离散精确度依赖于 “stencil” 尺寸.u离散后的方程可以简单表示为l对计算域中的每一个控制体适用的方程构成一个方程组face fadjacent cells, nbcell p5-37 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008线性化u方程组反复迭代求解l系数 ap 和 anb 是解的函数 (非线性、耦
38、合)l系数由前一步的迭代计算结果得到n线性化去除对系数的相关性.n退耦过程除去其它求解变量的系数相关性l系数随着每次迭代实时更新n对于循环内迭代，系数是常数sp 既能够显式解出也能够隐式解出.5-38 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008显式vs.隐式u关于 nb 的假设l显式线性化n从每一个单元体上的已知数和它们之间的关系计算出未知数(nb 假定从之前的迭代中已知)n然后用龙格库塔法显式解出p l隐式线性化np 和nb
39、假定为未知的，用线性方程方法来解n方程隐式线性化对稳定性要求较低n方程组在解的同时要使用二次迭代循环（比如高斯赛德尔迭代法）5-39 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008Pressure-Based vs. Density-Based Solveru基于压力的求解器l如果假设一个方程中只有一个未知数，那么方程组就能够不依赖其它变量的解而求出l每个控制方程都可以独立解出l在这种情况下，系数ap 和anb 是标量值u基于密度的
40、求解器l如果在每个方程中不止一个变量是未知的，而且每个变量是由它自身的输运方程所定义的，那么这个方程组就是耦合在一起的l在这种情况下, 系数 ap 和 anb 是 Neq Neq 矩阵.l 是一个因变量矢量p, u, v, w, T, YT5-40 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008基于压力的求解器u在基于压力的求解器中，每个方程都能够独立求解uThe continuity equation takes the form
41、 of a pressure correction equation as part of Patankars SIMPLE algorithm.连续性方程以压力修正方程的形式作为SIMPLE算法的一部分u欠松弛因子包含在离散化的方程中l改善迭代过程的稳定性l显式欠松弛因子 ，限制了变量从一个迭代步到下个迭代步之间的改变Update propertiesSolve momentum equations (u, v, w velocity)Solve pressure correction (continuity) equationUpdate pressure field and face m
42、ass flow ratesSolve energy, species, turbulence, andother scalar equationsYesNoConverged?Stop5-41 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008基于密度的求解器u连续、动量、能量和组分在密度求解器中同时解出u修正后的方程可求解可压流和不可压流u瞬态项经常包括其中l稳态解是令时间增加、时间步长趋近于零u对于稳态问题，“时间步”由柯朗特数定
43、义l稳定判据限制了显式解的最大的时间步长，但没有限制隐式解的CFL = Courant-Friedrichs-Lewy-numberu = appropriate velocity scalex = grid spacingUpdate propertiesSolve continuity, momentum, energyand species equations simultaneouslySolve turbulence and other scalar equationsYesNoConverged?Stop5-42 2006 ANSYS, Inc. All rights reserv
44、ed.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008多重网格求解器u多重网格求解器在多种密度水平的网格上解离散方程来加速收敛，以致近似解的“低频”误差能够有效排除l边界和远点的影响在粗网格上比细网格更容易传送到内部l粗网格由原始网格定义n多重粗网格水平能够生成s代数多重网格代数模拟的粗网格s.完全近似储存多重网格“单元结合”定义新网格基于密度显式求解器的一个选项，对原始网格的最终解l多重网格求解器自动在后台操作u参照FLUENT使用指南获取更多的选项和技术细节Fine (original) meshcoa
45、rse mesh“Solution Transfer”5-43 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008后台：耦合/瞬态项u耦合求解方程经常包含瞬态项u使用非定常耦合求解器解方程可能包含两个瞬态项：l虚拟时间间隔tlt.物理时间间隔tu虚拟时间间隔在每个时间步中接近零，而且适用于定常流动u流程图指出需要什么时候需要输入步长l柯朗数决定tlIterate 面板的输入决定 t.Coupled SolverExplicitImpli
46、citSteady UnsteadySteady Unsteadyt, ttt, ttt pseudo-timeExplicitImplicit physical-timeImplicitDiscretization of:(global time step)5-44 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008ITA vs. NITANon-Iterative Time Advancement (NITA)Iterative T
47、ime Advancement (ITA)Converged?Solve U, V, WequationsSolve k and Solve other scalarsAdvance tonext time stepConverged?Converged?Solve pressurecorrectionCorrect velocity,pressure, fluxesYesYesYesNoNoNoSolve momentumequationsSolve scalars(T, k, , etc.)Advance tonext time stepConverged?Solve pressureco
48、rrectionCorrect velocity,pressure, fluxesYesNo5-45 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008基于压力求解器下的NITA格式uNon-iterative time advancement (NITA) schemes reduce the splitting error to O(t2) by using sub-iterations (not the more expensiv
49、e outer iterations to eliminate the splitting errors used in ITA) per time step.非迭代时间推进（NITA）格式使用子循环减小了分裂误差（不像在ITA中使用更多的外循环消除分裂误差）uNITA运行速度大约是ITA的两倍u在 FLUENT 6.3中两种NITA格式都可用lPISO (NITA/PISO)n能量和湍流方程松散耦合lFractional-step 方法n在每个时间步基础上比NITA/PISO节约20%uNITA在非定常模拟中应用较广，比如不可压、可压（亚音速，跨音速）、涡轮流动等等uNITA schemes
50、 are not available for multiphase (except VOF), reacting flows, porous media, and fan models, etc. Consult the FLUENT Users Guide for additional details. NITA对多相流（除了VOF）、反应流、多孔介质、和涡扇模型等等不适用。参照FLUENT用户指南获取更多细节Truncation error: O(t2)Splitting error (due to eqn segregation): O(tn) Overall time-discretization error for 2nd-order scheme: O(t2)=+5-46 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.ANSYS, Inc. ProprietaryIntroductory FLUENT NotesFLUENT v6.3 Aug 2008NITA求解器控制和监视u对于离散方程进行子迭代，直到修正容差满足，或达到最大修正数u每个子循环实行AMG循环，直到满足AMG标准或者最后的迭代满足残差标准。u松弛因子用来控制在每个子迭代中求解
