11.设置SOLUTION CONTROL
SIMPLE
SIMPLE算法使用压力和速度之间的相互校正关系来强制质量守恒并获取压力场。
如果用猜测压力场p^*来解动量方程，从连续性方程离散一节中的方程5所得到的表面流量J^*_f为：
J*f?*?d?Jff?p*c0?pc1?
*它并不满足连续性方程。因此将校正项J^'_f加入到表面流速J^*_f中来校正质量流速J_f：Jf?J*f?J?f
此时满足了连续性方程。SIMPLE假定J^'_f写成如下形式：
J?f?df?pc?0?1? ?pc其中p^'是单元压力校正。
SIMPLE算法将流量校正方程（方程3和5）代入到离散连续性方程（连续性方程的离散一节中的方程3）从而得到单元内压力校正p^'的离散方程。
aPp???anbnb??b pnb其中，源项b是流入单元的净流速。
Nfacesb??fJ*f
压力校正方程（方程7）可以用代数多重网格一节中所介绍的代数多重网格方法来解。一旦得到解，使用下面的方程校正单元压力和表面流动速度：
p?p??pp?
*Jf?J*f?df?pc?0?1? ?pc在这里，a_p是压力亚松驰因子（请参阅亚松驰方面的介绍）。校正后的表面流
速J_f在每一部迭代中同一地满足离散连续性方程。
欠松弛因子
由于流体力学中要求解非线性的方程,在求解过程中,控制变量的变化是很必要的,这就通过松弛因子来实现的.它控制变量在每次迭代中的变化.也就是说,变量的新值为原值加上变化量乘以松弛因子.
如:A1=A0+B*DETA
A1 新值A0 原值B 松弛因子DETA 变化量 松弛因子可控制收敛的速度和改善收敛的状况! 为1,相当于不用松弛因子
大于1,为超松弛因子,加快收敛速度 小于1,欠松弛因子,改善收敛的条件
一般来讲,大家都是在收敛不好的时候，采用一个较小的欠松弛因子。 Fluent里面用的是欠松弛，主要防止两次迭代值相差太大引起发散。
松弛因子的值在0～1之间，越小表示两次迭代值之间变化越小，也就越稳定，但收敛也就越慢。
在FLUENT中，所有变量的默认亚松驰因子都是对大多数问题的最优值。这个值适合于很多问题，但是对于一些特殊的非线性问题（如：某些湍流或者高Rayleigh数自然对流问题），在计算开始时要慎重减小亚松驰因子。 使用默认的亚松驰因子开始计算是很好的习惯。如果经过4到5步的迭代残差仍然增长，你就需要减小亚松驰因子。
有时候，如果发现残差开始增加，你可以改变亚松驰因子重新计算。在亚松驰因子过大时通常会出现这种情况。最为安全的方法就是在对亚松驰因子做任何修改之前先保存数据文件，并对解的算法做几步迭代以调节到新的参数。最典型的情况是，亚松驰因子的增加会使残差有少量的增加，但是随着解的进行残差的增加又消失了。如果残差变化有几个量级你就需要考虑停止计算并回到最后保存的较好的数据文件。
三种判断收敛的方法：
1.残差达到一个可以接受的程度：默认出了能量是10^-6以外，其余的全是10^-3。
2.求解值不再随迭代发生改变：有时候，残差还在下降，但是某些监视的流动变量不再发生明显变化即可停止迭代。
3.系统的质量、动量、能量达到平衡：利用flux report实现，要求净不平衡量小于0.2%。 一阶迎风格式
当需要一阶精度时，我们假定描述单元内变量平均值的单元中心变量就是整个单元内各个变量的值，而且单元表面的量等于单元内的量。因此，当选择一阶迎风格式时，表面值f_f被设定等于迎风单元的单元中心值。 二阶迎风格式
当需要二阶精度时，使用多维线性重建方法[5]来计算单元表面处的值。在这种方法中，通过单元中心解在单元中心处的泰勒展开来实现单元表面的二阶精度值。因此，当使用二阶迎风格式时，用下面的方程来计算表面值f_f； QUICK格式
对于四边形和六面体网格，我们可以确定它们唯一的上游和下游表面以及单元。
FLUENT还提供了计算对流变量?在表面处高阶值的QUICK格式。QUICK类型的格式[95]是通过变量的二阶迎风与中心插值加上适当的权因子得到的；
12.初始化
1、为什么需要进行初始化
我们知道，在数值计算中，初始化通常发生在需要迭代计算的情况下。CFD求解大致分为以下几步：（1）建立物理现象的数学模型。通常是N-S方程，包括瞬态项、对流项、扩散项和源项。（2）对方程进行离散。通常是建立微元控制体，利用有限体积法进行离散，在每一个控制体上应用N-S方程，最终可获得一系列代数方程。（3）对代数方程的求解。迭代计算主要发生在（2）和（3）上。由于对流项的非线性，无法直接建立代数方程，需要采用压力-速度耦合方程进行迭代计算。而对代数方程组进行迭代计算则有助于降低内存开销。 2、初始值对计算结果的影响
对于稳态问题，由于不求解瞬态项，因此初始值不会对计算结果产生影响。当然一个好的初始值能加快迭代求解收敛速度。而对于非稳态问题，我们可以将每一个时间步的求解当做是一个稳态计算过程，因此，一个收敛的时间步对于初始值是不敏感的。但是非稳态计算存在这样的一个问题：下一个时间步是以上一
个时间步的计算结果作为初始值进行计算的，因此，如果一个时间步内计算未达到收敛，则该时间点上的计算结果是不可信或无效的，且会影响到下一时间步计算收敛速度。此时可以考虑加大内循环次数。 3、数学上的解释
所有的非稳态流动及波动现象、非稳态传热均属于步进问题，这类问题的控制方程为双曲型或抛物型，他们的最大特点在于：计算域中的物理量依赖于边界上的初始值。 4、FLUENT中的初始化
有以下方式：（1）从边界条件计算（2）使用all-zone计算平均值（3）直接输入初始值。
13. 设置监视器
首先设置残差监视器。设置残差收敛标准为0.001，即为在每一个时间步内迭代，当残差达到这个标准时，便进入下一时间步继续迭代。残差是cell各个face的通量之和，当收敛后，理论上当单元内没有源项使各个面流入的通量也就是对物理量的输运之和应该为零。最大残差或者RSM残差反映流场与所要模拟流场（只收敛后应该得到的流场，当然收敛后得到的流场与真实流场之间还是存在一定的差距）的残差，残差越小越好，由于存在数值精度问题，不可能得到0残差，对于单精度计算一般应该低于初始残差1e-03以下才好，当注意具体情况，看各个项的收敛情况（比方说连续项不易收敛而能量项容易）。一般在FLUENT中可以进行进出口流量监控，当残差收敛到一定程度后，还要看进出口流量是否稳定平衡，才可确定收敛与否（翼型计算时要监控升阻力的平衡）。残差在较高位震荡，需要检查边界条件是否合理，其次检查初始条件是否合理，必如激波的流场，初始条件的不合适会造成流场的振荡。有时流场可能有分离或者回流，这本身是
非定常现象，计算时残差会在一定程度上发生振荡，这是如果进出口流量是否达到稳定平衡，也可以认为流场收敛。另外fluent缺省采用多重网格，在计算后期将多从网格设置为0可以避免一些波长的残差在细网格上发生震荡。
其次设置面监视器。监视各个面上的所需数据随时间的变化，在本论文的仿真中，需要检测各个高度层的体积分数变化。故设置相应的面监视器。
14 初始化物料
设置物料高度为100mm。首先ADAPT-REGION…，创建一个四方形区域，点击MARK。即创建出物料所处的位置hexahedron-r0。
其次初始化后，DEFINE-INITIALIZE-PATCH….在设置在上步设置的区域内的MILLET的体积分数为0.6，后点PATCH。可点GRID-DISPLAY-CONTOURS查看体积分数图，确认初始化成功。具体设置如下图所示。