Анализ потока Creo > Предварительная обработка > Определение физики > Числовые величины и сходимость > Числовые величины
  
Числовые величины
Числовые величины потока
Раздел Числовые величины (Numerics) в модуле Поток (Flow) ссылается на параметры и модели, используемые для управления числовым решателем. Числовые опции для модуля Поток (Flow) задаются или выбираются на панели свойств.
Опции числовых величин
Значения
Описание
Точность времени (Time Accuracy)
Отображаются, если для объекта модуля Общие (Common) на панели свойств Определение времени (Time Definition) задано значение Нестационарное (Transient). Выберите модуль Поток (Flow) и на панели свойств выберите Числовые величины (Numerics) > Точность времени (Time Accuracy) > [Желаемый метод] ([Desired Method])
Первый порядок (First Order)
Значение по умолчанию для параметра Точность времени (Time Accuracy). Определяет изменения по времени неявно, только на основе предыдущего шага времени.
Второй порядок (Second Order)
Определяет изменения времени неявно, на основе двух предыдущих шагов времени. Относительное влияние двух предыдущих временных шагов зависит от значений Коэфф. смешивания времени (Time Blending Factor) и Опции смешивания (Blending Options) (Везде (Everywhere) или Только граничные (Boundary Only)) относительно расположения.
Кранк/Николсон (Crank/Nicolson)
Определяет изменения по времени на основе одного предыдущего шага времени, используя комбинацию явной и неявной формул. Относительное влияние неявных и явных параметров зависит от значений Коэфф. смешивания времени (Time Blending Factor) и Опции смешивания (Blending Options) (Везде (Everywhere) или Только граничные (Boundary Only)) относительно расположения.
Автоматическая релаксация (Automatic Relaxation)
Да (Yes) или Нет (No)
При выборе для опции Автоматическая релаксация (Automatic Relaxation) значения Да (Yes) на панели свойств добавляется дополнительная линейная релаксация для решения расчета давления в Creo Flow Analysis следующим образом.
Релаксация (Relaxation)
Изменяется от 0 до 1
Типичный диапазон значений: от 0.0 до 0.8.
Значение по умолчанию - 0
Управляет величиной коррекции, применяемой во время каждой итерации, с использованием следующей формулы для коррекции давления и скорости:
Для релаксации со значением 0 не существует ограничений значения, что позволяет выполнить полное применение коррекции. Это рекомендуемое значение, если можно предположить, что отсутствуют проблемы сходимости. Чтобы процесс решения не расходился, рекомендуется увеличить используемые значения (> 0).
Значение 1 является самым сильным ограничением. Оно позволяет обойтись без коррекции решения от одной итерации к другой. Для величины Давление (Pressure) существует также параметр Автоматическая релаксация (Automatic Relaxation).
Диагональная релаксация (Diagonal Relaxation)
Диапазон значений: от 0 до бесконечности
Типичный диапазон значений: от 0.001 до 1.
Значение по умолчанию - 0.3
Форма релаксации, применимая к диагонали матрицы решений. Она оказывает аналогичное действие на влияние старого значения на предыдущем шаге времени. В модуле потока используются отдельные значения для коррекций скорости и давления. Решатель во время процесса решения дает оценку величины коррекции, необходимой для получения точного решения. В целом релаксация ссылается на эту предлагаемую коррекцию, которая применяется в следующей итерации.
Если предположить, что проблемы сходимости отсутствуют, рекомендуется использовать значение 0.3 как для параметра Давление (Pressure), так и для параметра Скорость (Velocity). Если это необходимо, рекомендуется увеличить это значение (> 0.3), чтобы процесс решения не расходился.
Значение 0 означает отсутствие ограничений значения и позволяет выполнить применение коррекции.
Большое значение является наиболее консервативным, замедляющим использование коррекций от одной итерации до следующей.
Числовая схема (Numeric Scheme)
Со стороны потока (Upwind)
Задает значение в интерфейсе ячейки на основе значения в ячейке, находящейся до (со стороны потока) рассматриваемого интерфейса.
Центральная (Central)
Задает значение в интерфейсе ячейки, используя среднее значение от значений в ячейках, находящихся с обеих сторон рассматриваемого интерфейса. Можно использовать центральное вычисление разности, задав значения параметров Коэфф. смешивания (Blending Factor) и Ограниченная схема (Bounded Scheme) для управления сходимостью.
Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind)
Задает значение в интерфейсе ячейки на основе образца для ячеек, соседних с рассматриваемым интерфейсом. Можно использовать значение Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind) с опциями Коэфф. смешивания (Blending Factor) и Ограниченная схема (Bounded Scheme), чтобы лучше управлять сходимостью.
Коэфф. смешивания (Blending Factor)
От 0.1 до 0.5
Используйте коэффициент смешивания и ограниченную схему, чтобы стабилизировать сходимость. Используйте опцию Коэфф. смешивания (Blending Factor) со схемами интерполяции более высокого порядка, такими как Центральная (Central) и Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind). Это помогает стабилизировать сходимость путем включения схемы Со стороны потока (Upwind) с использованием приведенного ниже уравнения:
Задайте для опции Коэфф. смешивания (Blending Factor) схемы Центральная (Central) или Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind).
Чем больше значения Коэфф. смешивания (Blending Factor), тем стабильнее будет решение.
Ограниченная схема (Bounded Scheme)
Используйте опцию Ограниченная схема (Bounded Scheme) со схемами интерполяции более высокого порядка, такими как Центральная (Central) и Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind). Это помогает стабилизировать сходимость, ограничивая диапазон значений интерполяции значениями не больше максимальных или не меньше минимальных значений ячеек, соседних с гранью рассматриваемой ячейки.
На панели свойств в модуле Поток (Flow) можно задать для опции Ограниченная схема (Bounded Scheme) для скорости значение Центральная (Central) или Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind).
Неограниченная (Unlimited)
На интерполяцию не накладываются никакие ограничения.
Только BC (BC Only)
Ограничения накладываются только на грани, находящиеся рядом с границами
Везде (Everywhere)
Ограничения применяются во всей области.
Линейный решатель (Linear Solver)
AMG (алгебраический многосеточный решатель)
Значение по умолчанию для величины Давление (Pressure)
CGS (квадратичный метод сопряженных градиентов)
Значение по умолчанию для величины Скорость (Velocity)
Протягивания (Sweeps)
Значение по умолчанию - 50
Процесс решения в Creo Flow Analysis является итеративным, в том числе с использованием линейного решателя. Можно ограничить общее количество проходов в линейном решателе, задав для параметра Проходы (Sweeps) максимально допустимое значение. Если решатель достигает максимального числа проходов, он переходит к следующей переменной.
Управление числом проходов также осуществляется посредством допуска линейного решателя. В целом решатель должен достигнуть требуемого допуска до достижения максимального числа проходов.
Число проходов, используемых для данной итерации, отображается в файле .out следующим образом:
INFO(Sim02:Flow:V:CGS): Residual: 4.19235 Sweeps = 1
INFO(Sim02:Flow:P:AMG): Residual: 52.4886 Sweeps = 2
Допуск линейного решателя (Linear Solver Tolerance)
Значение по умолчанию - 0.1
Процесс решения в Creo Flow Analysis является итеративным, в том числе с использованием линейного решателя. Можно управлять общим числом проходов в линейном решателе, задав для параметра Допуск линейного решателя (Linear Solver Tolerance) необходимый допуск сходимости. Если коррекция для решателя для данной переменной оказывается ниже значения Допуск линейного решателя (Linear Solver Tolerance), решатель продвигается к следующей переменной.
Для модуля Поток (Flow)Допуск линейного решателя (Linear Solver Tolerance) определяет критерий сходимости линейного решателя для решений для давления и скорости.
Меньшее значение допуска дает большее значение точности.
Платой за уменьшение значения является увеличение числа проходов, что приводит к увеличению времени вычислений. В некоторых случаях дополнительная точность не стоит дополнительных затрат. Если целевой критерий сходимости слишком мал, решатель может не достичь его и переходит к использованию полного числа разрешенных проходов.
Остатки для скорости и давления отображаются в файле .out следующим образом:
INFO(Sim02:Flow:V:CGS): Residual: 4.19235 Sweeps = 1 INFO(Sim02:Flow:P:AMG): Residual: 52.4886 Sweeps = 2
Метод объединения давления и скорости (Pressure Velocity Coupling Method)
Простой (Simple);
Полунеявный метод для уравнений, связанных давлением. Ссылка: Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, 1980, ISBN 0-07-048740-5
SIMPLEC
Общая схема коррекции давления для криволинейных координат (SIMPLEC). Полунеявный метод для уравнений, связанных с давлением, совместимый. См. Doormaal, J., and G.D.Raithby, Enhancements of the SIMPLE method for predicting incompressible fluid flows, Num. Heat Transfer 7 (1984), 147–163
SimpleS
Специальное расширение алгоритма SIMPLEC для анализа потоков.
Числовые величины турбуленции
Раздел Числовые величины (Numerics) в модуле Турбуленция (Turbulence) ссылается на параметры и модели, используемые для управления числовыми решателями для переменных модуля Турбуленция (Turbulence). Числовые опции для модуля Турбуленция (Turbulence) задаются или выбираются на панели свойств. Для модуля Турбуленция (Turbulence) можно задать Числовые величины (Numerics) отдельно для решений кинетической энергии турбуленции и интенсивности рассеивания энергии турбуленции.
Опции числовых величин модуля "Турбуленция" (Turbulence)
Значения
Описание
Точность времени (Time Accuracy)
Отображаются, если для объекта модуля Общие (Common) на панели свойств Определение времени (Time Definition) задано значение Нестационарное (Transient). Выберите модуль Теплота (Heat) и на панели свойств выберите Числовые величины (Numerics) > Точность времени (Time Accuracy) > [Нужный метод] ([Desired Method])
Первый порядок (First Order)
Значение по умолчанию для параметра Точность времени (Time Accuracy). Определяет изменения по времени неявно, только на основе предыдущего шага времени.
Второй порядок (Second Order)
Определяет изменения времени неявно, на основе двух предыдущих шагов времени. Относительное влияние двух предыдущих шагов времени зависит от значений Коэфф. смешивания времени (Time Blending Factor) и Опции смешивания (Blending Options) (Везде (Everywhere) или Только граничные (Boundary Only)) с привязкой к расположению.
Кранк/Николсон (Crank/Nicolson)
Определяет изменения по времени на основе одного предыдущего шага времени, используя комбинацию явной и неявной формул. Относительное влияние неявного и явного зависит от значений Коэфф. смешивания времени (Time Blending Factor) и Опции смешивания (Blending Options) (Везде (Everywhere) или Только граничные (Boundary Only)) с привязкой к расположению.
Релаксация (Relaxation)
Управляет величиной коррекции, применяемой во время каждой итерации, с использованием следующей формулы для коррекции давления и скорости:
Диагональная релаксация (Diagonal Relaxation)
0.3, 0.3
Форма релаксации, применимая к диагонали матрицы решений. Она оказывает аналогичное действие на влияние старого значения на предыдущем шаге времени.
Числовая схема (Numeric Scheme)
Пространственная интерполяция (Spatial interpolation)
Со стороны потока (Upwind)
Центральная (Central)
Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind)
Линейный решатель (Linear Solver)
CGS
Значение по умолчанию для обоих параметров
AMG
Протягивания (Sweeps)
500, 500
Число проходов, используемых для данной итерации, отображается в файле *.out следующим образом: INFO(Sim01:Turbulence): Turbulence INFO(Sim01:Turbulence:tke:CGS): Residual: 0.633601 Sweeps = 1 INFO(Sim01:Turbulence:ted:CGS): Residual: 57.816 Sweeps = 1
Допуск линейного решателя (Linear Solver Tolerance)
Остатки для кинетической энергии турбуленции и для интенсивности рассеивания энергии турбуленции отображаются в файле *.out следующим образом:
INFO(Sim01:Turbulence): Turbulence
INFO(Sim01:Turbulence:tke:CGS): Residual: 0.633601 Sweeps = 1
INFO(Sim01:Turbulence:ted:CGS): Residual: 57.816 Sweeps = 1
Кинетическая энергия турбуленции
Значение по умолчанию - 0.1
Интенсивность рассеивания энергии турбуленции
Значение по умолчанию - 0.1
По диагонали (Skew Term)
Да (Yes) или Нет (No)
Означает связи между смежными ячейками, расположенными в Сетке (Mesh) по диагонали. Эти условия могут замедлить расчет и обычно дают незначительное улучшение решения. По умолчанию они не используются в решениях модуля Турбуленция (Turbulence), но могут быть активированы с помощью опции По диагонали (Skew Term). На панели свойств можно активировать По диагонали (Skew Term) для решений Кинетическая энергия турбуленции (Turbulent Kinetic Energy) и Интенсивность рассеивания энергии турбуленции (Turbulent Energy Dissipation Rate) для модуля Турбуленция (Turbulence).
Числовые величины теплоты
Раздел Числовые величины (Numerics) в модуле Теплота (Heat) ссылается на параметры и модели, используемые для управления числовыми решателями для уравнения энергии. Числовые опции для модуля Теплота (Heat) задаются или выбираются на панели свойств.
Опции числовых величин модуля "Теплота" (Heat)
Значения
Описание
Точность времени (Time Accuracy)
Отображаются, если для объекта модуля Общие (Common) на панели свойств Определение времени (Time Definition) задано значение Нестационарное (Transient). Выберите модуль Теплота (Heat) и на панели свойств выберите Числовые величины (Numerics) > Точность времени (Time Accuracy) > [Желаемый метод] ([Desired Method])
Первый порядок (First Order)
Значение по умолчанию для параметра Точность времени (Time Accuracy). Определяет изменения по времени неявно, только на основе предыдущего шага времени.
Второй порядок (Second Order)
Определяет изменения времени неявно, на основе двух предыдущих шагов времени. Относительное влияние двух предыдущих шагов времени зависит от значений Коэфф. смешивания времени (Time Blending Factor) и Опции смешивания (Blending Options) (Везде (Everywhere) или Только граничные (Boundary Only)) с привязкой к расположению.
Кранк/Николсон (Crank/Nicolson)
Определяет изменения по времени на основе одного предыдущего шага времени, используя комбинацию явной и неявной формул. Относительное влияние неявного и явного зависит от значений Коэфф. смешивания времени (Time Blending Factor) и Опции смешивания (Blending Options) (Везде (Everywhere) или Только граничные (Boundary Only)) с привязкой к расположению.
Релаксация (Relaxation)
Управляет величиной коррекции, применяемой во время каждой итерации, с использованием следующей формулы для коррекции давления и скорости:
Формула для коррекций энтальпии h
Диагональная релаксация (Diagonal Relaxation)
0.3, 0.3
Форма релаксации, применимая к диагонали матрицы решений. Она оказывает аналогичное действие на влияние старого значения на предыдущем шаге времени.
Числовая схема (Numeric Scheme)
Панель свойств: Модель (Model) > Числовые величины (Numerics) > Числовая схема (Numeric Scheme) > [Желаемая схема] ([Desired Scheme])
Со стороны потока (Upwind)
По умолчанию используется жидкая фаза
Центральная (Central)
Применимо только к жидкой фазе. В твердотельной фазе опция "Центральная" (Central) используется исключительно по умолчанию. Если выбрана опция "Центральная", то значения по умолчанию для коэффициента смешивания и ограниченной схемы равны только 0.1 и BC (граничные закрепления) соответственно.
Со стороны потока 2-го порядка (2nd Order Upwind)
Применима только к жидкой фазе.
Линейный решатель (Linear Solver)
CGS
AMG
Значение по умолчанию для решения "Энергия" (Energy)
Протягивания (Sweeps)
Значение по умолчанию, 50, для проходов используется для решения уравнений теплопроводности.
Число проходов, используемых для данной итерации, отображается в файле *.out следующим образом:
INFO(Sim01:Heat): Heat
INFO(Sim01:Heat:T:AMG): Residual: 0.000775839 Sweeps = 1
Допуск линейного решателя (Linear Solver Tolerance)
Допуск линейного решателя по умолчанию для уравнения энергии: 0.1.
Остатки для модуля тепла отображаются в файле *.out следующим образом:
INFO(Sim01:Heat): Heat
INFO(Sim01:Heat:T:AMG): Residual: 0.000775839 Sweeps = 1
Приведенные выше остатки нормализуются относительно первой итерации в начале временного шага или моделирования устойчивого состояния. Они не совпадают с остатками в линейном решателе.
Верхний предел температуры (Temperature Upper Limit)
6000
Нижний предел температуры (Temperature Lower Limit)
0,1
Макс. коррекция температуры (Max. Temperature Adjustment)
50