Средства контроля Star-CD за процедурой решения

Контрольные и отладочные параметры решения задаются с трех панелей :

• Select Analysis Features - добавление в процедуру расчета дополнительных опций расчета, деак-тивизированных по умолчанию (как например горение угля, многофазный поток Лагранжа)

• Analysis Controls - задание алгоритма решения, схем дифференцирования, параметры контроля за ходом решения и параметры внешнего вывода.

• Analysis Preparation/Running - установки для подготовки файлов с резукльтатами и формирования файлов для рестарта, в случае если такая необходимость возникнет.

Выбор характеристик процедуры анализа.

Для того, что бы сделать STAR GUIde более доступным, ряд папок в нем являются скрытыми. Выше показанно состояние экрана по умолчанию. Скрытые папки активизируются после задания соответствующих установок на панели Select Analysis Features. Всего в этой папке имется четыре опции :

• Time Domain - Steady State или Transient

• Multi-Phase Treatment - None или Lagrangian Multi-Phase и/или Free Surface

• Rotating Reference Frame Status - Off или On

• Coal Combustion - Off или On

С дополнительными процедурами пользователь как правило начинает работать после приобретения навыков работы с системой, в связи с чем в данном пособии они не рассматриваются. Папки, которые активизируются после изменения установок на панели Select Analysis Features, в STAR GUIde системе помечаются звездочкой, как это представлено на нижнем рисунке:

Задание метода решения

Несмотря на то что в пакете имеется три альтернативных алгоритма решателя - SIMPLE, PISO и SIMPISO, их применение определяется тем какой тип анализа выбран пользователем для работы. Для анализа стационарных потоков подойдет любой. Для псевдо-стационарного - SIMPLE и SIMPISO. Если же осуществляется моделирование переходных процессов, то используется только PISO алгоритм.

Независимо от того какой алгоритм выбран пользователем, задание соответствующих параметров осуществляется на панели Solution Setup.

Если расчет выполняется на станции которая имеет возможность реализации распаралеленных вы-числений (типа CRAY, CONVEX и т.д.) то в меню Solver Type пользователю необходимо выбрать опцию Vector.

Задание решателей уравнений (схем дифференцирования, коэффициентов реалоксации и т.д.)

Вкладка Equation Status используется для активизации к решению переменных. Например, для двухмерной модели потока, в плоскости xy, можно отключить решатель для W - Mom компоненты, так как то сути W компонента равна нулю.

Вкладка Solver Parameters определяет коэффициенты реалоксации, число итераций и допуски остат-ков. Обычно, начение коэффициента реалоксации колеблется в интервале от 0 до 1. Но с приближе-нием этой величины к нулю решение становится более устойчивым и более продолжительным от итерации к итерации. Число итераций и допуск решателя, как правило оставляют по умолчанию, так как они используются в процессе решения дискретных уравнений.

Более подробное описание схем дифференцирования имеющихся на вкладке Differencing Schemes. По умолчанию программа использует схему UD, которая имеет первый порядок точности. Остальные схемы имеют второй или третий порядок. MARS схема эффективна для повышения точности решения без дополнительного измельчения сетки, так как характер расчета по ней менее всего чувствителен к структуре сетки и ее асимметрии. Значение коэффициента смешения - Blending Factors - определяется используемой схемой. Для CD, LUD QUICK коэффициент смешения равное 1 ведет к тому что все расчеты будут реализовываться по CD расчетной схеме, имеющей второй порядок точности. Если коэффициент смешения равен 0 то расчет пойдет по UD расчетной схеме первого порядка точности. Для SFCD и Gamma схем, чем ниже значение коэффициента смешения, тем большая часть расчетов будет выполнена по CD схеме. Для MARS схемы, значение коэффициента смешения отображает уровень сжатия схемы потока, причем он всегда имет второй порядок точности.

Настройка параметров решения для скаляров (схем дифференцирования, коэффициентов реалоксации и т.д.).

Параметры контроля за процедурой решения скаляра собраны на панели Addition Scalars, в основном они аналогичны панели Primary Variables. Тем не менее, здесь они применяются для решения скалярных величин (химических компонент). Для скаляров, как и для других зависимых переменных, используется тот же набор схем дифференцирования.

Набор схем дифференцирования - Differencing Scheme - является одинаковым для всех скаляров потока жидкости. Значения коэффициента недореалоксации (Under-Relaxation Factor), максимального количества итераций (Max.Sweeps) и максимального допуска остатка (Residual Tolerance) могут отличаться для каждого скаляра, но в зависимости от материала не изменяются. Скаляр, который в данном потоке жидкости отсутствует, может быть отключен выбором в Material # и Scalar с последующим отключением Solve for Scalar.

Метод решения для каждого скаляра - Solution Method - для каждого скаляра в каждом потоке жидкости может выбираться независимо. Имеются следующие опции :

• Transport - решение для скаляров транспортного типа уравнения

• User - для решение уравнений скаляров будет использоватся пользовательская подпрограмма.

• Internal - использование встороенного алгебраического метода решения

• Diffusion - решение транспортного уравнения без учету конвективной составляющей

• Off - отключение решателя для данного скаляра.

Контроль процесса численного решения :

• Дополнительная пост-процессинговая информация

• Специальная мониторинговая информация

С помощью панели Monitor Numeric Behavior пользователь может сбросить в файл дополнительную информацию. Информация чисто статистического характера и включает в себя :

• Report CPU Time - запрос на дополнительный вывод в *.run файл информации о затратах време-ни центрального процессора на принятие решения по результатам каждой итерации.

• Number of Highest Residuals to Print -запрос на выдачу информации об области (номерах ячеек) в -которых наблюдается максимальная величина остатка. Причем в *.info файл программа выведет максимальные остатки для n-энного количества ячеек, которое задано пользователем.

• Write Frequency for Residuals - задание интервала, с которым предпологается записывать остатки решения в *.rpo файл с целью последующего использования в постпроцессинге.

• Echo Input Data и Print Boundary and Body Force Information -эти опции активизируют для записи в *.info файл всей исходной информации, включая граничные условия и внешние усилия.

• Print Iteration Residuals and Conservation Checks - при активизации этой опции в *.info файл с каждой итерации будут сбрасываться информация о проверках замкнутости уравнений и остатках решения.

• Error Estimation и additional Error Estimation Near Wall Cells - опция активизации процедуры оценки общих ошибок и дополнительной оценки ошибок в ячейках принадлежащих пристеночной области.