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流体分析仿真控制

曾经想过那些技术术语仿真控制设置面板均值?如果是,那么这是获得所有查询的正确位置。本文档为控制SimScale中的仿真运行的设置提供了详细说明,专门为流体仿真分析类型支持OpenFoam®.求解器。

以下分析类型基于OpenFoam®求解器:

一个应该找到以下控制设置:

SimScale Workbench中的仿真控制面板
图1:所有的详尽列表仿真控制基于OpenFoam®解算器的分析类型的SimScale中的设置。

时间结束

稳定状态

稳态模拟是时间无关的,即,解决方程不包括时间衍生物。因此,时间结束这里代表模拟结束。没有更多的迭代将超出此值。

短暂的

瞬态模拟取决于时间。相关的流量变量相对于时间变化。因此,时间结束表示在任何物理现象中需要分析瞬态效应的时间。对于瞬态模拟,时间结束通常被称为模拟时间。

三角洲T.

稳定状态

对于稳态模拟,三角洲T.表示迭代步骤大小。换句话说,它反映了您想要到达模拟结束的积极性。它也被称为伪时间步骤。因此,

$$编号\ \ iterations = \ frac {end \ time} {delta \ t} $$

笔记

虽然可能有不同的组合时间结束三角洲T.对于相同的迭代次数建议保持阶梯尺寸小(通常为1)。

短暂的

对于瞬态模拟,三角洲T.是在仿真运行期间暂时方程解决的时间的增量变化。它通常被称为时间步骤或者时间步长

可调时间步骤

对于瞬态仿真,可以调整时间步骤三角洲T.通过设置可调时间步骤选择真的。这意味着尽管定义时间步长值,但仍将根据驻使号的最大值和最大允许的时间步长进行调整。

最大扶配号码

根据Courant-Friedrichs Lewy(CFL)条件\(^ 1 \):

$$ c = u \ frac {\ delta t} {\ delta x} \ tag {2} \ Le 1 $$

其中\(c \)是奏桥号码,\(u \)是小区的流速,\(\ delta x \)是小区长度,\(\ delta t \)是时间步骤。

上述表达式表示来自给定小区的信息必须仅传播到其立即邻居小区。此设置仅适用于瞬态仿真。阅读更多内容我们的博客

当使用显式时间集成方案时,我们推荐CFL值低于1。在大多数情况下,CFL值为0.5-0.7之间被认为提供最佳结果。

最大步骤

此设置定义了在模拟期间可能不会超过的最大时间步长。此设置很重要,因为它增加了对调整我们设置的时间步骤的自由度的额外控制可调时间步骤。此设置仅适用于瞬态仿真。

Max Alpha Co.

此设置仅适用于多相分析类型。α代表相位分数和Max Alpha Co.基于两个流体之间的界面处的速度是龙头数的最大允许值。

写入控制和写入间隔

在下面写控制,用户可以选择不同的方法来指定将写入模拟结果的频率。频率在下面指定写入间隔

不同的方法是:

  • 时间步骤:指定在两次连续写入结果之间跳过的时间步数。例如,时间步长的写入间隔值为3三角洲T.2秒表示结果将写入每3 x 2 = 6秒。
  • 时钟时间:时钟时间意味着实际时间或实时。在此实时的秒内指定间隔,这将充当两个连续写入之间的间隙。
  • 运行: 和运行,可以在模拟时间的每一个指定的间隔秒写入数据。
  • CPU时间:它表示CPU用于在模拟运行期间处理指令的时间量。因此,指定的间隔将是此CPU时间的秒数。
  • 可调节的运行时:它的设置是相同的运行虽然时间步三角洲T.可以调整以与写入间隔匹配。

处理器数量

使用SimScale的最大优点之一是模拟并行运行。这意味着将模拟域的不同部分分配给不同的核心,并且每个部分同时运行。这加速了计算时间。

例如,考虑2D方域,如下所示:

几何域分解
图2:几何域分解。仿真域在单个核心(左)上解决,仿真域在四个核心并行(右)。

在左侧,整个域的模拟仅在右侧运行1个核心,而域使用分解算法将域分解为4个相等的域。现在将同时运行每个域的模拟,结果将在域边界上传送结果,以给出完整域的最终结果。

拥有社区计划的用户可以分配最多16个核心,学术计划最多可核心32个核心,专业计划高达96个核心。选择更多核心将加速模拟过程,但也会燃烧更多核心时间。如果不确定选择自动的这以最经济的方式分配核心。

阅读核心时间是什么以及如何管理它们这里

最大运行时

这里,可以实时设置最大时间限制,之后仿真将自动终止,而不管设置的值时间结束。此设置很重要,因为它有助于控制时间费用,尤其是在初始迭代期间。

潜在流程初始化

潜在流程初始化通过求解速度初始和边界条件的压力方程来解决,这通常为模拟提供更好的初始条件。切换 - 在此设置可加速收敛并在初始时间步骤中提高稳定性,如果您遇到这些问题,请执行以下操作。

分解算法

可以在此处指定要分解模拟域的算法。三种算法可用。苏格兰威士忌,分层和简单

  • 苏格兰人: 这苏格兰人分解算法尝试最小化分解域/处理器之间的边界的数量。较少的边界意味着减少处理器之间的所需通信,从而更快地模拟。不需要额外的输入。

重要的

SimScale建议其用户始终将分解设置保持为默认值苏格兰人因为这是最有效的算法。

  • 简单的:它根据每个空间方向上指定的子域数来拆分几何域。例如,当(2,2,1)的配置被指定为(x,y,z)方向时。这如图3所示。
    附加参数三角洲被定义为小区偏差因子。它表示在子域边界处允许的小区偏斜,通常保持在10°以下(^ { - 2} \)。
SimScale中的分解算法设置
图3:简单的域分解的算法设置
  • 分层:它类似地行动简单的算法虽然具有指定分解顺序的附加设施。总共有六种组合。XYZ,XZY,YXZ,YZX,ZXY,ZYX

重要的

值得注意的是,子域数应与分配的核心的数量相匹配(参见处理器数量以上)否则工作台可能会抛出验证错误。

上次更新:2021年3月12日

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