Fluent技巧——判断收敛的方法

一、Fluent迭代过程

    在建模划分网格后，通过一系列设置，单击Calculation，Fluent开始计算，其流程如下：

    (1) 根据初始化值，假设流场物理量初值为Q0；

    (2) 在初值基础上，根据守恒方程，对流场进行计算，得出新的流场物理量值Q1；

    (3) 比较Q0与Q1的值，|Q1-Q0|称为绝对误差，|Q1-Q0|/Q1为相对误差。

    (4) 若误差小于设定值P，则达到收敛；否则，未达到收敛，取新的迭代值Q2进行计算，重复以上步骤。

二、残差的概念

    残差是单元各个面的通量之和，检测的的物理量主要有速度、质量、能量、湍流参数等。理论上当收敛后单元内对各物理量的输运之和应该为零。残差越小越好，但由于存在数值精度问题，不可能得到0残差。对于单精度计算一般应该低于默认初始残差1e-03以下才好，当然也应考虑各个项的收敛情况（如连续项不易收敛而能量项容易）。对于瞬态仿真，各物理量的值总是变化，所以瞬态问题在每个时间步上都认为是稳态，其残差图总是波浪线型。

    一般在Fluent中可以对进出口流量进行监控，当残差收敛到一定程度后，看进出口流量是否稳定平衡，才可确定收敛与否（飞行器计算时要监控升阻力的平衡）。

    残差在较高位震荡，需要检查边界条件是否合理，其次检查初始条件是否合理，比如激波的流场，初始条件的不合适会造成流场的振荡。有时流场可能有分离或者回流，这本身是非定常现象，计算时残差会在一定程度上发生振荡，这时如果进出口流量达到稳定平衡，也可以认为流场收敛。另外Fluent默认采用多重网格，在计算后期将多重网格设置为0可以避免一些波长的残差在细网格上发生震荡。

三、残差图中的continuity的含义？以及难以收敛的原因？

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