数値
流れの数値
「流れ」(Flow) モジュールの下の「数値」(Numerics) は、数値ソルバーの制御に使用するパラメータとモデルを指します。「フロー」(Flow) モジュールの数値オプションはプロパティパネルで設定または選択します。
数値オプション
説明
時間精度
プロパティパネルで「共通」(Common) モジュールエンティティの「Time Definition」「非定常」(Transient) に設定されている場合に表示されます。「フロー」(Flow) モジュールを選択し、プロパティパネルで「Numerics」 > 「Time Accuracy」 > 「[目的の方法]」の順に選択します
First Order
「時間精度」(Time Accuracy) のデフォルト値。直前の時間ステップのみに基づいて、時間の更新を暗黙的に決定します。
Second Order
直前の 2 つの時間ステップに基づいて、時間の更新を暗黙的に決定します。直前の 2 つの時間ステップの相対的な影響は、「Time Blending Factor」と位置を基準にした「Blending Options」 (「Everywhere」または「境界のみ」(Boundary Only)) に基づきます。
Crank/Nicolson
明示的または暗黙的な式の組み合わせを使用して、直前の時間ステップのみに基づいて時間の更新を決定します。明示的または暗黙的な式の相対的な影響は、「Time Blending Factor」と位置を基準にした「Blending Options」 (「Everywhere」または「境界のみ」(Boundary Only)) に基づきます。
「自動緩和」(Automatic Relaxation)
「はい」(Yes) または「いいえ」(No)
プロパティパネルで「Automatic Relaxation」の値として「はい」(Yes) を選択した場合、Creo Flow Analysis で圧力計算に以下のような線形緩和が追加されます。
緩和
0 から 1 の範囲
通常の値は 0.0 から 0.8 の範囲
デフォルト値は 0
圧力と速度の補正に以下の式を使用して、各イテレーション中に適用される補正量を制御します。
緩和を 0 にした場合、値は制限されず、補正の完全な適用が可能です。収束に問題がないことを前提として、これが推奨される値です。解の発散を防止するには、これより大きな値 (> 0) が推奨されます。
値 1 が最も制限が大きくなります。この値に設定した場合、あるイテレーションから次のイテレーションまで解を補正できません。「圧力」(Pressure) には、「Automatic Relaxation」もあります。
「対角緩和」(Diagonal Relaxation)
0 から無限の範囲
通常の値は 0.001 から 1 の範囲
デフォルト値は 0.3
解マトリックスの対角に適用される緩和のフォーム。これは直前の時間ステップでの古い値の影響と同様の効果があります。フローモジュールは速度補正と圧力補正に別個の値を持ちます。計算プロセス中、ソルバーは正確な解を得るために必要な推定補正量を提示します。一般に、緩和は、次のイテレーションに適用される、この提示された補正を指します。
収束に問題がないことを前提として、「圧力」(Pressure)「速度」(Velocity) の両方で 0.3 が推奨されます。必要な場合、解の発散を防止するため、これより大きな値 (> 0.3) が推奨されます。
値を 0 にした場合、値は制限されず、補正の完全な適用が可能です。
大きい値では最も控えめになり、あるイテレーションから次のイテレーションまでの補正の速度が低下します。
数値スキーム
風上
目的のインタフェースの風上 (上流) にあるセルからの値に基づいてセルインタフェースにおける値を設定します。
中央
目的のインタフェースの両側にあるセルからの平均値を使用してセルインタフェースにおける値を設定します。「ブレンド係数」(Blending Factor)「境界スキーム」(Bounded Scheme) を設定して中央差分を使用することで収束を制御できます。
二次風上
目的のインタフェースに隣接するセルのステンシルに基づいてセルインタフェースにおける値を設定します。「2nd Order Upwind」「Blending Factor」および「Bounded Scheme」とともに使用することで収束を容易に制御できます。
ブレンド係数
0.1 から 0.5
ブレンド係数と境界スキームを使用して収束を安定化します。「ブレンド係数」(Blending Factor)「中央」(Central)「二次風上」(2nd Order Upwind) などの高次補間スキームで使用します。これにより、以下に示す方程式を使用して「風上」(Upwind) スキームを含めることで収束を容易に安定化できます。
「ブレンド係数」(Blending Factor)「中央」 (Central) または「二次風上」 (2nd Order Upwind) スキームに設定します。
「ブレンド係数」(Blending Factor) の値が大きいと解がより安定します。
境界スキーム
「境界スキーム」(Bounded Scheme)「中央」(Central)「二次風上」(2nd Order Upwind) などの高次補間スキームで使用します。これにより、補間の値の範囲を目的のセル面に隣接するセルの最大から最小の間に限定することで収束を容易に安定化できます。
プロパティパネルの「フロー」(Flow) モジュールの下で、「Central」または「2nd Order Upwind」の速度の「Bounded Scheme」を設定できます。
無制限
補間に範囲は適用されません。
境界条件のみ
範囲は境界の横の面にのみ適用されます。
全域
範囲はドメイン全体に適用されます。
線形ソルバー
「AMG」 (Algebraic Multigrid Solver)
「圧力」(Pressure) のデフォルト
「CGS」 (Conjugate Gradient Squared)
「速度」(Velocity) のデフォルト
スイープ
デフォルト値は 50
線形ソルバーを含む、Creo Flow Analysis での計算プロセスは反復です。「スイープ」(Sweeps) を最大許容値に設定することで、線形ソルバー内でのスイープの総数を制限できます。ソルバーが最大スイープ数に達した場合、次の変数に進みます。
スイープの数は線形ソルバーの許容値によっても制御されます。一般に、ソルバーは最大スイープ数に達する前に必要な許容値を達成する必要があります。
特定のイテレーションで使用されるスイープの数が以下のように .out ファイルに表示されます。
INFO(Sim02:Flow:V:CGS): Residual: 4.19235 Sweeps = 1
INFO(Sim02:Flow:P:AMG): Residual: 52.4886 Sweeps = 2
線形ソルバー公差
デフォルト値は 0.1
線形ソルバーを含む、Creo Flow Analysis での計算プロセスは反復です。「Linear Solver Tolerance」を必要な収束許容値に設定することで、線形ソルバー内でのスイープの総数を制御できます。特定の変数でソルバーの補正がその「Linear Solver Tolerance」を下回ると、ソルバーは次の変数に進みます。
「流れ」(Flow) モジュールでは、「線形ソルバー公差」(Linear Solver Tolerance) によって圧力解と速度解の両方の線形ソルバー収束基準が決まります。
値が小さいほど精度が高くなります。
値が小さいとスイープの数が増え、計算時間が長くなります。場合によっては、精度の付加による追加費用が割に合わないこともあります。ターゲットの収束基準が非常に小さい場合、ソルバーは収束できないことがあり、その計算は許可される最大スイープ数に達します。
速度と圧力の残差が .out ファイルに以下のように表示されます。
INFO(Sim02:Flow:V:CGS): Residual: 4.19235 Sweeps = 1 INFO(Sim02:Flow:P:AMG): Residual: 52.4886 Sweeps = 2
圧力と速度の結合方法
単純
Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations。出典: Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, 1980, ISBN 0-07-048740-5
SIMPLEC
一般曲線座標系圧力補正スキーム (SIMPLEC)。Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations, Consistent。出典: Doormaal, J., and G.D.Raithby, Enhancements of the SIMPLE method for predicting incompressible fluid flows, Num.
SimpleS
SIMPLEC アルゴリズムの Flow Analysis 特有の拡張。
乱流の数値
「乱流」(Turbulence) モジュールの下の「数値」(Numerics) は、「乱流」(Turbulence) 変数の数値ソルバーの制御に使用するパラメータとモデルを指します。「乱流」(Turbulence) モジュールの数値オプションはプロパティパネルで設定または選択します。「Turbulence」モジュールでは、乱流運動エネルギーの解と乱流エネルギー散逸率の解に別々に「Numerics」を設定できます。
「Turbulence」モジュールの「Numerics」オプション
説明
時間精度
プロパティパネルで「共通」(Common) モジュールエンティティの「Time Definition」「非定常」(Transient) に設定されている場合に表示されます。Turbulence モジュールを選択し、プロパティパネルで「Numerics」 > 「Time Accuracy」 > 「[目的の方法]」の順に選択します
First Order
「時間精度」(Time Accuracy) のデフォルト値。直前の時間ステップのみに基づいて、時間の更新を暗黙的に決定します。
Second Order
直前の 2 つの時間ステップに基づいて、時間の更新を暗黙的に決定します。直前の 2 つの時間ステップの相対的な影響は、「Time Blending Factor」と位置を基準にした「Blending Options」 (「Everywhere」または「境界のみ」(Boundary Only)) に基づきます。
Crank/Nicolson
明示的または暗黙的な式の組み合わせを使用して、直前の時間ステップのみに基づいて時間の更新を決定します。明示的または暗黙的な式の相対的な影響は、「Time Blending Factor」と位置を基準にした「Blending Options」 (「Everywhere」または「境界のみ」(Boundary Only)) に基づきます。
緩和
圧力と速度の補正に以下の式を使用して、各イテレーション中に適用される補正量を制御します。
「対角緩和」(Diagonal Relaxation)
0.3, 0.3
解マトリックスの対角に適用される緩和のフォーム。これは直前の時間ステップでの古い値の影響と同様の効果があります。
数値スキーム
空間補間
風上
中央
二次風上
線形ソルバー
CGS
両方のパラメータのデフォルト
AMG
スイープ
500, 500
特定のイテレーションで使用されるスイープの数が *.out ファイルに次のように表示されます: INFO(Sim01:Turbulence): Turbulence INFO(Sim01:Turbulence:tke:CGS): Residual: 0.633601 Sweeps = 1 INFO(Sim01:Turbulence:ted:CGS): Residual: 57.816 Sweeps = 1
線形ソルバー公差
乱流運動エネルギーと乱流エネルギー散逸率の残差が *.out ファイルに以下のように表示されます。
INFO(Sim01:Turbulence): Turbulence
INFO(Sim01:Turbulence:tke:CGS): Residual: 0.633601 Sweeps = 1
INFO(Sim01:Turbulence:ted:CGS): Residual: 57.816 Sweeps = 1
乱流運動エネルギー
デフォルト値は 0.1
乱流エネルギー消散率
デフォルト値は 0.1
スキュー端
「はい」(Yes) または「いいえ」(No)
「メッシュ」で斜めに接続しているセル間のリンクを指します。計算速度が低下する可能性がありますが、通常、これらの項によって解の精度がわずかに向上します。デフォルトでは、これらは「Turbulence」モジュールの計算で使用されませんが、「Skew Term」オプションを使用してアクティブ化できます。プロパティパネルで、「乱流」(Turbulence) モジュールの「乱流運動エネルギー」(Turbulent Kinetic Energy)「乱流エネルギー消散率」(Turbulent Energy Dissipation Rate) の解で「スキュー端」(Skew Term) をアクティブ化できます。
熱の数値
「熱」(Heat) モジュールの下の「数値」(Numerics) は、エネルギー方程式の数値ソルバーの制御に使用するパラメータとモデルを指します。「熱」(Heat) モジュールの数値オプションはプロパティパネルで設定または選択します。
「熱」モジュールの「Numerics」オプション
説明
時間精度
プロパティパネルで「共通」(Common) モジュールエンティティの「Time Definition」「非定常」(Transient) に設定されている場合に表示されます。「熱」(Heat) モジュールを選択し、プロパティパネルで「Numerics」 > 「Time Accuracy」 > 「[目的の方法]」の順に選択します
First Order
「時間精度」(Time Accuracy) のデフォルト値。直前の時間ステップのみに基づいて、時間の更新を暗黙的に決定します。
Second Order
直前の 2 つの時間ステップに基づいて、時間の更新を暗黙的に決定します。直前の 2 つの時間ステップの相対的な影響は、「Time Blending Factor」と位置を基準にした「Blending Options」 (「Everywhere」または「境界のみ」(Boundary Only)) に基づきます。
Crank/Nicolson
明示的または暗黙的な式の組み合わせを使用して、直前の時間ステップのみに基づいて時間の更新を決定します。明示的または暗黙的な式の相対的な影響は、「Time Blending Factor」と位置を基準にした「Blending Options」 (「Everywhere」または「境界のみ」(Boundary Only)) に基づきます。
緩和
圧力と速度の補正に以下の式を使用して、各イテレーション中に適用される補正量を制御します。
エンタルピー "h" 補正の計算式
「対角緩和」(Diagonal Relaxation)
0.3, 0.3
解マトリックスの対角に適用される緩和のフォーム。これは直前の時間ステップでの古い値の影響と同様の効果があります。
数値スキーム
プロパティパネル: 「モデル」 > 「Numerics」 > 「Numeric Scheme」 > 「[目的のスキーム]」
風上
デフォルトは流体相
中央
流体相にのみ適用できます。ソリッド相では、「Central」オプションがデフォルトで排他的に使用されます。「Central」オプションが選択されている場合、「Blending factor」と「Bounded Scheme」のデフォルト値は、それぞれ「0.1」および「BC」になります。
二次風上
流体相にのみ適用されます。
線形ソルバー
CGS
AMG
エネルギー解のデフォルト
スイープ
熱方程式の解でのスイープのデフォルトは 50 です。
特定のイテレーションで使用されるスイープの数が以下のように *.out ファイルに表示されます。
INFO(Sim01:Heat): Heat
INFO(Sim01:Heat:T:AMG): Residual: 0.000775839 Sweeps = 1
線形ソルバー公差
エネルギー方程式のデフォルトの線形ソルバー許容値は 0.1 です。
熱モジュールの残差が *.out ファイルに以下のように表示されます。
INFO(Sim01:Heat): Heat
INFO(Sim01:Heat:T:AMG): Residual: 0.000775839 Sweeps = 1
上記の残差は、時間ステップまたは定常シミュレーションの開始時における最初のイテレーションを基準にして正規化されています。これらは線形ソルバー内の残差ではありません。
温度上限
6000
温度下限
0.1
最大温度調整
50
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