关于压力松弛因子的疑问

Izumi

使用rhoSimpleFoam计算圆管内流动时，发现收敛时time step error很大，进出口质量流量也相差较大，修改网格、数值格式、边界条件均无效，后对照tutorial，发现问题出在压力松弛因子。原本为避免发散，将松弛因子均设为了0.3，然后逐渐增加至0.7~0.9，这样设置就会出现上述问题，参照tutorial将压力松弛给到1，此时进出口流量守恒。
针对压力松弛因子，从第5200步开始，做了如下测试：

将field中的压力松弛因子设置为1，其余0.9，5951收敛：time step error=118.87，phi=0.00751（0.00779）
将equations中的压力松弛因子设置为1，其余0.9，5275收敛：time step error=0.00196268，phi=0.00779（0.00779）
将equations与field中的压力松弛因子均设置为1，其余0.9，5268收敛：time step error=0.00283641，phi=0.00779（0.00779）
将equations与field中的压力松弛因子均设置为0.9，其余0.9，5786收敛：time step error=130.74，phi=0.00748（0.00779）

可以看出：equations中的压力松弛因子的设定是进出口量守恒的关键，请问这是为什么？是否所有计算中都要将equations中的压力松弛因子最终给到1？ 谢谢！

李东岳

哪个time step error？sum？global？cumulative？后面的phi=0.00751（0.00779）是什么？

是否所有计算中都要将equations中的压力松弛因子最终给到1？

不是的

Izumi

@东岳
time step error指的是sum local；
phi=0.00751（0.00779）中，0.00751是出口质量流量，括号中的0.00779是进口质量流量，边界条件是给定的进口质量流量为0.00779

李东岳

我看了一下，rhoSimpleFoam里面将压力方程松弛处理了pEqn.relax()。不可压缩那面没做过方程的松弛pEqn.relax()。还没细研究过你1楼说的这个关系，有什么进展么？

Izumi

@东岳

这几天在算复杂模型，发现对于我的算例初场很差时，将equations中压力松弛因子先调低再调到1是有必要的，可以保证前期不发散，后期time step error的sum local持续降低。
值得注意的是我的算例中包含10个圆通道，采用相同的fvSolution时（equations中压力松弛因子为1），8个通道的sum可以降到0.001，2个通道的sum维持在1左右，但是检查进出口质量流量相差不大，不知道为什么。
这个可以当作一个trick吧，如果time step error降不下去，可以试着调一下equations中的压力松弛因子。

Izumi

@izumi

看了一下rhoSimpleFoam的代码，发现transonic循环中才有以下压力方程松弛的设置，因此调节equations中的压力松弛因子应该只对transonic的情况有用

// Relax the pressure equation to maintain diagonal dominance
pEqn.relax();

李东岳

看了下多相流这面，确实transonic循环中才有以下压力方程松弛的设置，应该研究下为什么transonic需要提升对角占优

感谢分享！

李东岳

应该研究下为什么transonic需要提升对角占优

@李东岳回答一下自己的问题。transonic下的压力方程存在对流项，对流项不利于对角占优矩阵的产生，因此transonic的压力方程要增加方程松弛。

http://dyfluid.com/rhoSimpleFoam.html

CFD中文网

关于压力松弛因子的疑问