Simcenter | STAR-CCM+ 解决欧拉多相流仿真不收敛
2022年12月27日 16:24编者荐语：
Simcenter™ 软件的独特之处在于它将系统仿真、3D CAE 和测试集于一身，可帮助您在早期和整个产品生命周期内预测所
欧拉多相流求解是出了名的难收敛，但事实上有许多参数可以用来调节以解决收敛性问题，下面是一些典型的参数推荐值：
1. 由于相间相互作用增加了求解器的复杂性，欧拉多相计算所需的解算器下松弛因子(URF)小于单相计算中使用的松弛因子(URF)。一组典型的下松弛因子可能是：
压力和体积分数：0.1
速度、湍流和温度：0.3
其他：0.5
用户可以自行微调这些参数，以获得最优收敛性。如果有必要的话，可以降低一个数量级。上述的这些松弛因子都是ORF（Overall Relaxation factors），对于相耦合速度、体积分数等等这些的ORF是ERF（Explicit Relaxation Factor）和IRF（Implicit Relaxation Factor）的乘积。一般来说减少ERF来降低ORF。
2. 对于AMG求解器，压力使用F循环，其他使用V循环。将AMG求解器对压力和体积分数的收敛容差设定在1.0e-4。默认情况下最大循环数为30个，但如果需要可以增加。
3. 将 连续体>参考值>参考密度 设置为等于连续相密度。
4. 确定重力方向指向正确。
5. 建议最小的体积分数为零，但是您也可以使用一个小的非零值，比如1.0e-25。
6. 在收敛困难的情况下，尝试运行单阶段模拟来验证问题设置，然后逐步提升问题复杂性，还可以尝试通过使用一阶方案和关闭二级梯度来启动这些算例。
7. 通常残差不会减少，所以判断是否收敛是很困难的。更好的做法是监测一个指标，比如质量平衡，即该计算域的质量流入和流出之和。还要监测域中某个阶段的总值是否已达到稳定的值。
8.如果你有多个入口进入一个域，可能有一个特定的相位没有进入其中一个入口，在这个入口的该相设定一个非零速度值。比如，在三相流的情况下一个装满水的容器中，你有水/气体进入一个入口，水/油进入另一个入口；在水/油入口，你会发现气速变得非常高。在默认情况下，即使气体的体积分数被初始化为0，求解器初始化值为1e-12，也就是入口中还是存在气相的。随着求解进行，气象体积分数减少可能导致较高的加速度；为了弥补这一点，用户可以应用一个非零速度的气相，即通过入口处增加非常小的气相质量，减少这个加速度值。
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