第八章 FLOW-3D V9.3 模拟诊断
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FLOW SCIENCE
诊断文件和导师提示
诊断数据文件，可根据诊断按钮。文件包括： 1.Preprocessor Report–这使用者可以快速检查专
案内的网格数量、边界的开放面积、流体体积 等资料。本资讯会自动附加在 Report 档内。 2.Report —包含了 Preprocessor report 的所有资料 ，以及分析过程中的资讯，包含了 sover 的分 析步骤、CPU 时间等资讯。 3.Preprocessor Errors -在预处理名单产生的任何 错误信息。 4.Preprocessor Summary –所有名单例表：包括对 物理模型和变量、网格块的数量网格程度和单 元表面的位置设置。
第八章、FLOW-3D 模拟诊断
FLOW-3D® v9.3
FLOW SCIENCE
模拟诊断
实现高效的模拟
FLOW SCIENCE
诊断的目标
➢了解诊断可以在图形用户界面。 ➢了解导师提示。 ➢了解如何使用这些信息来调试模拟。 ➢研究3个最常见的问题与模拟。 ➢例如模拟调试。
FLOW SCIENCE
“Pressure Iteration Did Not Converge”
ITMAX =迭代最大数量允许达到收敛。 当迭代次数超过ITMAX： —剩余大于标准的EPSI。 —迭代的压力场停止。 —Unconverged压力，用于更新速度 场。 —继续到下一个时间步长。 典型的原因： —不切实际的初始条件 —压力场发生急剧变化 —网格的aspect ratios相差太大（见网 格信息）。 结果： —解决方案可能不准确
i= 2 j= 2 k= 8 delt= 2.146E-02 kad= 9 kdm= 10 w=-9.646E-01 wn= 0.000E+00 fd= 1.000E+00 rd= 1.573E-02 ra= 1.573E-02 aft(ijk)= 1.000E+00 vf(ijka)= 1.000E+00 vf(ijkd)= 1.000E+00 mud= 0.000E+00 mua= 0.000E+00
3.Iteration Count –如何多次迭代都必须达到本周期的收敛 。
4.Volume error(%) –这是液量丢失或经验。通常此值不应 超过0.1％。
5.Volume of fluid –流体中的范围数量。 6.Mean Kinetic energy –这是流体的平均动能。当这个数
量变得不断，问题通常可以被视为处于稳定状态。
认+用户指定）。 3. 网格参数（单元中心，单
元数）。
FLOW SCIENCE
Solver Errors/Warnings
➢当错误/警告发生—求解中所载的资 料错误文件。 ① 发生了什么错误（压力迭代，对流
通量等）。 ② 单元发生错误的位置（例如：i= 2，
j=54，k= 34）。 ③ 当前发生错误（当前时间，时间步
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“Convective Flux Exceeded Stability Limit”
FLOW-3D® 计算最大允许时间步长满足 在每个周期开始时的稳定性。这是用 来当前时间步长的流体平流输送。这 种类型的错误时，就会发生流动瞬息 万变。例如液体喷射或飞溅。
FLOW SCIENCE
FLOW SCIENCE
“Time Step Less Than DTMIN” Time Step Crash
FLOW-3D® 控制整个模拟时间步长： a) 一个掠过是通过所有的网格单元． b) 该单元格中的所有相关的稳定的标准计算． c) 最低标准是储存稳定性． d) 最小的全球稳定的标准=最大允许时间步长．
限）”—此消息意味着，液体可能有超过一个单元格和时间步长 超过需要的被斩断。规划求解然后减少了时间步长和迭代一次。 没有准确的损失，因为求解重复周期。
2. “Pressure iteration did not converge in ITMAX iterations （压力迭代 没有在ITMAX迭代收敛）”—也就是说，在最大允许迭代后剩余的 仍然比EPSI大（收敛标准） 。在一个模拟默认情况下允许这种情 况发生25多次。每次发生这种情况有损失精度。
FLOW SCIENCE
“Pressure Iteration Did Not Converge”
步骤1：寻找在求解下剩余值的错误诊断。
pressure iteration did not converge in itmax= 1000 iterations at time = 4.06176E+00 cycle = 6102 iter = 1000 nocon = 25 epsi = 9.256E-02 max resid = 9.420E-02 at i = 58 j = 2 k = 7 dpit1= 2.029E-01 第2步：比较最大剩余的EPSI。 如果最大残留>> EPSI 。
案。
FLOW SCIENCE
Report 文件
Report文件是非常简洁-对文件是非常好 的。 包含简易模型和仿真。 预处理信息： ① 网格摘要（单元的总数，打开单元，真
正的单元等）。 ② 边界摘要（边界类型，特定条件下）。 ③ 打开体积。 求解信息： ① 重新启动随时可用。 ② 运行时间（CPU）。
在每个时间步长，FLOW-3D® 计算最高的Dt 来确保稳定。 这 Dt 是用来当前时间步长的 流体平流输送。 困难时就会发生改变流动迅速地越过一个 时间步长;即喷射，飞溅等。流体在一个时 间步长超过一个单元可平流输送，即违反了 CFL条件。
在求解结果输出错误的文件
***** f convection stability limit exceeded z ***** abvz = 2.07E-02 ge 1.337E-02 time= 2.14632E-02 cycle= 1 iter= 1000
长，迭代）。 ④ 在该单元格的信息（速度，压力等
）。 ➢ 这些信息有助于调试模拟。 ➢ 需要了解如何使用诊断信息
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3个最常见的求解错误/警告信息
这是三个最常见的错误和警告消息： 1. “Convective flux exceeded stability limit（ 对流流量超过稳定极
查明发生的最大残留（58，2，7） 显示该区域使用的结果，自定义 如确定迭代问题的原因： 网格的aspect ratios相差太大（减小比率或 使用ADI或GMRES方法）。 坏的面积/体积比率（不应该是一个如果 AVRCK设置问题）。 如果最大残留接近EPSI： —增加ITMAX，让更多的迭代（保持收敛标准）。 —设置收敛调整到1.5或2.0（增加收敛标准）。
诊断的目标
目标： 一．在GUI诊断：运行时诊断是在窗口右边显示的图表数量
。诊断数据文件可以根据左边的诊断按钮（报告、预处 理器错误及摘要，解算器的错误信息及摘要可用）。 二．导师提示显示在求解器窗口中的下面，如时间等信息 ，循环，迭代，稳定的代码（什么是限制时间步长）， 当前时间的一步，对液量，收敛标准，CPU时间和时钟 的时间。 三．本章讲的目的是教用户如何认识在GUI诊断和指导技巧 可用。用户将学习如何理解这一信息，以便调试模拟。 另外3个模拟最常见的问题进行研究，并将样本模拟将 进行调试。
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导师提示
➢导师提示是一种AI形式（人工智能）。 ➢理解如何有效地求解器正在运行。 ➢出现在求解信息和求解错误—诊断。 ➢例如： 一．换热限制的解决方案。推荐隐式传热。 二．压力收敛时间步长限制。 ① 检查网格的aspect ratios(网格大小) 。 ② 尝试用ADI或GMRES方法求解压力。 ➢ IHELP控制导师运作模式。 1. IHELP=0-没有导师提示。 2. IHELP=1-提出有帮助的建议。 3. IHELP=2-提出建议，如果可能的话并提出解决方
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诊断文件和导师提示
诊断数据文件
警告与错 误提示
运行Байду номын сангаас诊断
导师提示
FLOW SCIENCE
诊断文件和导师提示
图形用户界面显示实时模拟性能。这包括以下图表数量 ：
1.Stability Limit&dt –稳定极限可以是在流体对流方向，面 波，传热等。
2.Epsi & Max Residual – Epsi是在每个周期的收敛标准（所 需达成一项解决限制）和最大残留是融合的水平（用如 何的问题达成解决办法）。
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“Pressure Iteration Did Not Converge”
➢ITMAX是允许的衔接迭代的最大 数目。当超过这个数字，这意味 着剩余的比epsi更大的一个或多个 单元。对压力场迭代然后停止和 模拟前进到下一个时间步长。一 个损失精度是怎样来的，因为压 力值尚未融合用于更新速度（流 动）范围。 ➢这是典型的初始条件不符合实际 ，或压力场的原因正在发生迅速 的变化，或有网格的aspect ratios 相差太大。 ➢如前所述，这并不造成的损失精 度。
2) “Pressure iteration did not converge in ITMAX=## iterations”（压力迭代 没有在ITMAX迭代收敛）
at t=## cycle=## iter=## delt=## noncon=## 意义:残留仍大于ITMAX收敛后的EPSI。 求解方案:用目前速度场继续执行下一个时间步长。 分析的解决方案：有可能损失精度。
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Preprocessor Errors/Warnings and Preprocessor Summary
Preprocessor Errors ： 1. 预处理阶段的错误/警
告。 2. 在GUI这一点前大部分
被发现。
Preprocessor Summary： 1. 信息安排名单。 2. 所有输入变量的列表（默
FLOW SCIENCE
诊断文件和导师提示
5. Solver Errors –在此列出的解决方案产生的任 何错误信息。
6. Solver Messages –重新启动时间，时间，周 期，迭代，时间步长和稳定代码，液量，收 敛标准，CPU时间和时钟的时间。
7. Solver Summary –分析过程中如果发现程式 发生不正常终止，可在此处资讯寻找相关的 问题，包括了不正常终止发生的位置（网格 ），以及详细的资讯。使用者可以藉由此处 资讯让程式运作更有效率！
四个因素影响时间步长： ① 以往时间步长的Dt ② 稳定极限（ Dt不能大于稳定性） ③ 以往时间步长收敛的数量（当AUTOT = 1） ④ 用户定义最大的Dt (DTMAX)
FLOW SCIENCE
“Pressure Iteration Did Not Converge”
如果一个模拟尚未完成，可以 在Diagnostics 下查看Solver Errors 的结果 。它会在失败前列出所有 压力迭代的情形和发生的时间， 以及最大残留的位置。通过选择 Analyze/Custom 和放大所在最大 残留发生的区域，用户就可以判 断问题是否在于最大单元的aspect ratio 或坏的区域/体积比。
3) “Time step less than DTMIN” （时间步长比DTMIN少） 意义：当前时间步长低于允许的(DTMIN)。 求解方案:解决方案终止。 分析的解决方案：解决方案已经停止。要找出原因。
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“Convective Flux Exceeded Stability Limit”
3. “Time step less than DTMIN（时间步长比DTMIN少）”—这意味着， 目前的时间步长低于最低限度的时间，步骤和解决方案停止。需 要找出被切断时间步长的原因。
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3个最常见的求解错误/警告信息
1) “Convective flux exceeded stability limit（ 对流流量超过稳定极限）” 意义：CFL使用条件超出当前Dt。 求解方案: FLOW-3D重新计算较小的Dt当前时间步长。 分析的解决方案：不会损失精度。
诊断文件和导师提示
诊断数据文件，可根据诊断按钮。文件包括： 1.Preprocessor Report–这使用者可以快速检查专
案内的网格数量、边界的开放面积、流体体积 等资料。本资讯会自动附加在 Report 档内。 2.Report —包含了 Preprocessor report 的所有资料 ，以及分析过程中的资讯，包含了 sover 的分 析步骤、CPU 时间等资讯。 3.Preprocessor Errors -在预处理名单产生的任何 错误信息。 4.Preprocessor Summary –所有名单例表：包括对 物理模型和变量、网格块的数量网格程度和单 元表面的位置设置。
第八章、FLOW-3D 模拟诊断
FLOW-3D® v9.3
FLOW SCIENCE
模拟诊断
实现高效的模拟
FLOW SCIENCE
诊断的目标
➢了解诊断可以在图形用户界面。 ➢了解导师提示。 ➢了解如何使用这些信息来调试模拟。 ➢研究3个最常见的问题与模拟。 ➢例如模拟调试。
FLOW SCIENCE
“Pressure Iteration Did Not Converge”
ITMAX =迭代最大数量允许达到收敛。 当迭代次数超过ITMAX： —剩余大于标准的EPSI。 —迭代的压力场停止。 —Unconverged压力，用于更新速度 场。 —继续到下一个时间步长。 典型的原因： —不切实际的初始条件 —压力场发生急剧变化 —网格的aspect ratios相差太大（见网 格信息）。 结果： —解决方案可能不准确
i= 2 j= 2 k= 8 delt= 2.146E-02 kad= 9 kdm= 10 w=-9.646E-01 wn= 0.000E+00 fd= 1.000E+00 rd= 1.573E-02 ra= 1.573E-02 aft(ijk)= 1.000E+00 vf(ijka)= 1.000E+00 vf(ijkd)= 1.000E+00 mud= 0.000E+00 mua= 0.000E+00
3.Iteration Count –如何多次迭代都必须达到本周期的收敛 。
4.Volume error(%) –这是液量丢失或经验。通常此值不应 超过0.1％。
5.Volume of fluid –流体中的范围数量。 6.Mean Kinetic energy –这是流体的平均动能。当这个数
量变得不断，问题通常可以被视为处于稳定状态。
认+用户指定）。 3. 网格参数（单元中心，单
元数）。
FLOW SCIENCE
Solver Errors/Warnings
➢当错误/警告发生—求解中所载的资 料错误文件。 ① 发生了什么错误（压力迭代，对流
通量等）。 ② 单元发生错误的位置（例如：i= 2，
j=54，k= 34）。 ③ 当前发生错误（当前时间，时间步
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“Convective Flux Exceeded Stability Limit”
FLOW-3D® 计算最大允许时间步长满足 在每个周期开始时的稳定性。这是用 来当前时间步长的流体平流输送。这 种类型的错误时，就会发生流动瞬息 万变。例如液体喷射或飞溅。
FLOW SCIENCE
FLOW SCIENCE
“Time Step Less Than DTMIN” Time Step Crash
FLOW-3D® 控制整个模拟时间步长： a) 一个掠过是通过所有的网格单元． b) 该单元格中的所有相关的稳定的标准计算． c) 最低标准是储存稳定性． d) 最小的全球稳定的标准=最大允许时间步长．
限）”—此消息意味着，液体可能有超过一个单元格和时间步长 超过需要的被斩断。规划求解然后减少了时间步长和迭代一次。 没有准确的损失，因为求解重复周期。
2. “Pressure iteration did not converge in ITMAX iterations （压力迭代 没有在ITMAX迭代收敛）”—也就是说，在最大允许迭代后剩余的 仍然比EPSI大（收敛标准） 。在一个模拟默认情况下允许这种情 况发生25多次。每次发生这种情况有损失精度。
FLOW SCIENCE
“Pressure Iteration Did Not Converge”
步骤1：寻找在求解下剩余值的错误诊断。
pressure iteration did not converge in itmax= 1000 iterations at time = 4.06176E+00 cycle = 6102 iter = 1000 nocon = 25 epsi = 9.256E-02 max resid = 9.420E-02 at i = 58 j = 2 k = 7 dpit1= 2.029E-01 第2步：比较最大剩余的EPSI。 如果最大残留>> EPSI 。
案。
FLOW SCIENCE
Report 文件
Report文件是非常简洁-对文件是非常好 的。 包含简易模型和仿真。 预处理信息： ① 网格摘要（单元的总数，打开单元，真
正的单元等）。 ② 边界摘要（边界类型，特定条件下）。 ③ 打开体积。 求解信息： ① 重新启动随时可用。 ② 运行时间（CPU）。
在每个时间步长，FLOW-3D® 计算最高的Dt 来确保稳定。 这 Dt 是用来当前时间步长的 流体平流输送。 困难时就会发生改变流动迅速地越过一个 时间步长;即喷射，飞溅等。流体在一个时 间步长超过一个单元可平流输送，即违反了 CFL条件。
在求解结果输出错误的文件
***** f convection stability limit exceeded z ***** abvz = 2.07E-02 ge 1.337E-02 time= 2.14632E-02 cycle= 1 iter= 1000
长，迭代）。 ④ 在该单元格的信息（速度，压力等
）。 ➢ 这些信息有助于调试模拟。 ➢ 需要了解如何使用诊断信息
FLOW SCIENCE
3个最常见的求解错误/警告信息
这是三个最常见的错误和警告消息： 1. “Convective flux exceeded stability limit（ 对流流量超过稳定极
查明发生的最大残留（58，2，7） 显示该区域使用的结果，自定义 如确定迭代问题的原因： 网格的aspect ratios相差太大（减小比率或 使用ADI或GMRES方法）。 坏的面积/体积比率（不应该是一个如果 AVRCK设置问题）。 如果最大残留接近EPSI： —增加ITMAX，让更多的迭代（保持收敛标准）。 —设置收敛调整到1.5或2.0（增加收敛标准）。
诊断的目标
目标： 一．在GUI诊断：运行时诊断是在窗口右边显示的图表数量
。诊断数据文件可以根据左边的诊断按钮（报告、预处 理器错误及摘要，解算器的错误信息及摘要可用）。 二．导师提示显示在求解器窗口中的下面，如时间等信息 ，循环，迭代，稳定的代码（什么是限制时间步长）， 当前时间的一步，对液量，收敛标准，CPU时间和时钟 的时间。 三．本章讲的目的是教用户如何认识在GUI诊断和指导技巧 可用。用户将学习如何理解这一信息，以便调试模拟。 另外3个模拟最常见的问题进行研究，并将样本模拟将 进行调试。
FLOW SCIENCE
导师提示
➢导师提示是一种AI形式（人工智能）。 ➢理解如何有效地求解器正在运行。 ➢出现在求解信息和求解错误—诊断。 ➢例如： 一．换热限制的解决方案。推荐隐式传热。 二．压力收敛时间步长限制。 ① 检查网格的aspect ratios(网格大小) 。 ② 尝试用ADI或GMRES方法求解压力。 ➢ IHELP控制导师运作模式。 1. IHELP=0-没有导师提示。 2. IHELP=1-提出有帮助的建议。 3. IHELP=2-提出建议，如果可能的话并提出解决方
FLOW SCIENCE
诊断文件和导师提示
诊断数据文件
警告与错 误提示
运行Байду номын сангаас诊断
导师提示
FLOW SCIENCE
诊断文件和导师提示
图形用户界面显示实时模拟性能。这包括以下图表数量 ：
1.Stability Limit&dt –稳定极限可以是在流体对流方向，面 波，传热等。
2.Epsi & Max Residual – Epsi是在每个周期的收敛标准（所 需达成一项解决限制）和最大残留是融合的水平（用如 何的问题达成解决办法）。
FLOW SCIENCE
“Pressure Iteration Did Not Converge”
➢ITMAX是允许的衔接迭代的最大 数目。当超过这个数字，这意味 着剩余的比epsi更大的一个或多个 单元。对压力场迭代然后停止和 模拟前进到下一个时间步长。一 个损失精度是怎样来的，因为压 力值尚未融合用于更新速度（流 动）范围。 ➢这是典型的初始条件不符合实际 ，或压力场的原因正在发生迅速 的变化，或有网格的aspect ratios 相差太大。 ➢如前所述，这并不造成的损失精 度。
2) “Pressure iteration did not converge in ITMAX=## iterations”（压力迭代 没有在ITMAX迭代收敛）
at t=## cycle=## iter=## delt=## noncon=## 意义:残留仍大于ITMAX收敛后的EPSI。 求解方案:用目前速度场继续执行下一个时间步长。 分析的解决方案：有可能损失精度。
FLOW SCIENCE
Preprocessor Errors/Warnings and Preprocessor Summary
Preprocessor Errors ： 1. 预处理阶段的错误/警
告。 2. 在GUI这一点前大部分
被发现。
Preprocessor Summary： 1. 信息安排名单。 2. 所有输入变量的列表（默
FLOW SCIENCE
诊断文件和导师提示
5. Solver Errors –在此列出的解决方案产生的任 何错误信息。
6. Solver Messages –重新启动时间，时间，周 期，迭代，时间步长和稳定代码，液量，收 敛标准，CPU时间和时钟的时间。
7. Solver Summary –分析过程中如果发现程式 发生不正常终止，可在此处资讯寻找相关的 问题，包括了不正常终止发生的位置（网格 ），以及详细的资讯。使用者可以藉由此处 资讯让程式运作更有效率！
四个因素影响时间步长： ① 以往时间步长的Dt ② 稳定极限（ Dt不能大于稳定性） ③ 以往时间步长收敛的数量（当AUTOT = 1） ④ 用户定义最大的Dt (DTMAX)
FLOW SCIENCE
“Pressure Iteration Did Not Converge”
如果一个模拟尚未完成，可以 在Diagnostics 下查看Solver Errors 的结果 。它会在失败前列出所有 压力迭代的情形和发生的时间， 以及最大残留的位置。通过选择 Analyze/Custom 和放大所在最大 残留发生的区域，用户就可以判 断问题是否在于最大单元的aspect ratio 或坏的区域/体积比。
3) “Time step less than DTMIN” （时间步长比DTMIN少） 意义：当前时间步长低于允许的(DTMIN)。 求解方案:解决方案终止。 分析的解决方案：解决方案已经停止。要找出原因。
FLOW SCIENCE
“Convective Flux Exceeded Stability Limit”
3. “Time step less than DTMIN（时间步长比DTMIN少）”—这意味着， 目前的时间步长低于最低限度的时间，步骤和解决方案停止。需 要找出被切断时间步长的原因。
FLOW SCIENCE
3个最常见的求解错误/警告信息
1) “Convective flux exceeded stability limit（ 对流流量超过稳定极限）” 意义：CFL使用条件超出当前Dt。 求解方案: FLOW-3D重新计算较小的Dt当前时间步长。 分析的解决方案：不会损失精度。