Flotherm中導(dǎo)致不收斂的原因有哪些？如何改善？
終止標(biāo)準(zhǔn)是基于系統(tǒng)的質(zhì)量,動量和能量三個方面來設(shè)定的 ：
質(zhì)量平衡(壓力場殘差)
? 終止標(biāo)準(zhǔn)= 0.005 M (kg/s)
? 強(qiáng)迫對流: M = Total Inlet or Outlet Flow Rate
? 自然對流: M =ρ.EFCV.A
ρ: Air density
EFCV: Estimated Free Convection VelocityA: Area perpendicular to the vertical
動量平衡(速度場殘差)
? 終止標(biāo)準(zhǔn)= 0.005 MV (N)
? 強(qiáng)迫對流: V = Fan or Fixed Flow maximum velocity
? 自然對流: V = EFCV
能量平衡(溫度場殘差)
? 終止標(biāo)準(zhǔn) = 0.005 Q (W)
? 如果在系統(tǒng)中有熱源或熱沉:Q = Total Heat Sources or Sinks
? 如果系統(tǒng)中無熱源或熱沉:Q = M Cp△Ttyp D△Ttyp = 20 ° C
可以在PM中 [Control/Variable] 菜單中查看指定不同變量的殘差終止標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)LOTHERM軟件默認(rèn)的終止標(biāo)準(zhǔn)值在大多數(shù)產(chǎn)品分析中，并且是相當(dāng)保守的收斂標(biāo)準(zhǔn)，安全余量相對可靠,不需要更改。
與終止標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的不收斂問題
例如:
? 多流體系統(tǒng)(液冷)
如果系統(tǒng)中主導(dǎo)的是液體，會有收斂問題發(fā)生，默認(rèn)系統(tǒng)是以空氣作為流體特性參數(shù)而設(shè)置。
? 有風(fēng)扇和導(dǎo)流板
FLOTHERM 計算特征速度是以風(fēng)扇出口的最大流速度為參考。由于其中某一個風(fēng)扇尺寸和導(dǎo)流板的原因，速度可能是原先值的上百倍，這樣會導(dǎo)致動量收斂問題。（比如風(fēng)扇出風(fēng)口被堵住等）
其它不收斂問題
? 建模型過程中產(chǎn)生的錯誤（比如只有進(jìn)風(fēng)，沒出風(fēng)，不符合質(zhì)量守恒）
? 網(wǎng)格設(shè)置精度不夠大
? 方案中的不穩(wěn)定性或不良設(shè)計
? 控制參數(shù)不適宜，例如fan relax值或者the false time step 太高
? 監(jiān)控點(diǎn)局部梯度非常之大
? 過多網(wǎng)格或者過少網(wǎng)格都是不合適的做法
那么要怎么改善不收斂問題呢？
收斂曲線發(fā)散
? 第一步檢查
復(fù)查Sanity Check結(jié)果
復(fù)查建模過程
尋找明顯網(wǎng)格不足問題
? 確定問題點(diǎn)
采用Monitor Points
Deactivate Objects/Assemblies用于隔離問題點(diǎn)
? 檢查問題點(diǎn)
網(wǎng)格是否足夠描述物理現(xiàn)象?
是否有荒謬的類似熱源,粗糙度,表面屬性等設(shè)置?單位是否正確?
? 切記: 如果曲線發(fā)散的很明顯，結(jié)果一定是不正確的。
對于發(fā)散問題重新求解時，一定要重新初始化 。
低位穩(wěn)定和震蕩
? 打開殘差場存儲設(shè)置
在 Project Manager 中 [Solve/Overall Control]設(shè)置
? 殘差存儲保留每個單元格的殘差參數(shù)
可以在 FLOMOTION 中檢查確定最大和最小值的位置
同時打開網(wǎng)格顯示來判斷問題是否與網(wǎng)格有關(guān)聯(lián)
? 如果發(fā)現(xiàn)殘差較大的位置不在所關(guān)注的范圍內(nèi),且監(jiān)控點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，就不需要再對模型再做修改使其收斂。
改善收斂的其它方法
? 溫度場殘差
可以使用自動收斂設(shè)置 [Solve/Overall Control]
? 改變求解選項(xiàng)
修正慢速溫度收斂
◆Multi Grid求解器
在質(zhì)量和動量求解收斂過程中和 Segregated Conjugate Residual方法一樣
采用multi grid技術(shù)加快求解溫度場線性方程
可以很大的提高傳熱問題的收斂速度
在多求解器和局域化中,Multi Grid求解器也可以使用
◆Segregated Conjugate Residual
可以適用大多數(shù)分析狀況
采用分離壓力區(qū)域改善收斂問題
松弛因子控制法
◆內(nèi)部迭代 (在 [Solve/Variable Control]中設(shè)置)
對于壓力項(xiàng)可以采用大(等)于100步
增加步數(shù)將會降低收斂速度
◆Fan松弛控制
在[Solve/Overall Control]中設(shè)置
有效值范圍是0.5~0.9
有助于改善工作點(diǎn)在風(fēng)扇PQ中梯度較小位置的收斂速度
? 調(diào)整 False Time Step
松弛因子
改進(jìn)高位穩(wěn)定或震蕩非收斂問題
◆通過變量求解控制欄來調(diào)節(jié) [Solve/Variable Control]
◆自動設(shè)置的值是基于時間特征常數(shù),適用于大多數(shù)情況
◆用戶可以針對每個變量設(shè)定不同的值 variable
使用滑標(biāo)
直接輸入值
◆ 如果 False Time Step放大或縮小超過50倍容易導(dǎo)致 發(fā)散
◆切記要檢查監(jiān)控點(diǎn)以確認(rèn)達(dá)到收斂
? 調(diào)節(jié) False Time Step類似于調(diào)節(jié)阻尼
false time step較大值 – 減少阻尼
false time step 較小值- 增加阻尼
false time step非常大值 –無阻尼
false time step 非常小值-無變化,無法求解
? False Time Step 舉例
減少False time Step (提高阻尼)到10-50, 目的在于改進(jìn)高位震蕩
增大False Time Step (減少阻尼) 到10-50,目的在于改進(jìn)高位穩(wěn)態(tài)收斂問題
在復(fù)雜系統(tǒng)中,降低 False Time Step 有時會改善高位穩(wěn)態(tài)收斂問題
? 在求解模型前
(1)使用 Sanity Check信息窗口(under [Solve/Sanity Check])
(2)檢查FLOTHERM 模型:
物體覆蓋問題
物體等級問題（優(yōu)先級）
未附材料屬性或其他屬性
(3)設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)來觀察局部參數(shù)和判斷局部非穩(wěn)定性問題
(4)網(wǎng)格檢查(aspect ratio, enough grid cells, …)
? 求解過后, 如果有收斂問題
(1)檢查流入和流出系統(tǒng)的質(zhì)量流
(2)使用Regions獲取系統(tǒng)空氣流量
(3)打開殘差場存儲來確定最大殘差點(diǎn)位置
如果在低位穩(wěn)態(tài)或震蕩,主要監(jiān)控點(diǎn)參數(shù)穩(wěn)定,且大殘差不在關(guān)注區(qū)域,則不需要再采取改進(jìn)措施。
如果殘差在關(guān)注區(qū)域，請檢查網(wǎng)格。
(4)如果在高位穩(wěn)態(tài)或震蕩, Solution control 參數(shù)需要做調(diào)整(Relaxation)
想看詳細(xì)操作演示，或是想了解其他仿真相關(guān)知識和小技巧，可以登錄"元王仿真云"(www.featechweb.cn)，海量免費(fèi)行業(yè)案例和視頻教程幫助大家進(jìn)階提升！
