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遇到计算发散,通常该如何除错?



当进行计算的时候,如果出现类似 "Failed to run tool - the software is unable to calculate EP variable",这表示CFD计算已发散。如果出现这类讯息,您可以依照以下的除错流程来找到问题的核心。

前言:
1) 大部分问题的发生来自于使用者不正确或是前后矛盾的设定,所以可以先检查使用者是否参数输入错误或任何可能潜在的问题范围 (尤其是正确的单位设定):
    a. 流量/速度 – 过高或过低
    b. 流阻/压损 – 过高 (可能是过低的开孔率)
    c. 小间隙 – 太小的网格或过高的网格长宽比
    d. 发热量 – 过高或过低
    e. 不连续的区域
    f. 检查所有的Warnings及Errors讯息,确认是否可以真的忽略不计
2) 追踪问题的来源并不容易,尤其是大型模型或复杂模型,必须采取有系统及逻辑性的手法,一次只改变1至2个参数并观察对模型的影响及引导您如何检视问题。如果采用随机的方式或一次改变太多的参数将导致花更多的时间来确认问题及发现解决方案。
3) 如果可以,先降低网格数量,但前提是不会发生数值运算错误,这样可以缩短计算时间。

确认问题:
1) 重新执行运算并在发散前几个迭代停止计算,或是当发现收敛残余值曲线不正常上升时停止计算。
    a. 如果模型只计算1至2个迭代就发散,请降低U、V、W速度参数的false time step,约为原本设定的1/10倍,来减缓发散时间。如果仍然很快就发散,请将False time step设定成原来的1/100倍。
2) 检视结果,包括不正常的速度、温度及压力 (或KE/EP值)
    a. 这样通常可以确认那些区域的速度、温度或压力出现过高或过低。如果整个区域都是不正常的数值结果,建议可以再提早几个迭代就停止运算。
    b. 检查设备内部或是这些区域附近的输入参数是否正确。
    c. 当温度结果看起来很奇怪:
           i. 如果速度结果看起来正常,通常是power dissipation的问题
           ii. 如果速度结果过低 (导致温度过高) ,通常是flow rate的问题
    d. 当速度或压力结果看起来很奇怪:
           i. 如果温度结果看起来正常,通常是flow rate的问题
           ii. 检查是否有小间隙或过低的开孔率
3) 当高压损的情况发生 (低开孔率或小间隙),请尝试降低压力的线性松弛系数,从1.0降至0.3或0.1,用意在于减缓压力值的变化来稳定分析模型。但这个方法也有可能只是让发散问题延后发生。
4) 降低U、V、W速度参数的false time step,通常会减缓这些参数值的变化,藉此稳定分析模型 (一次改变10倍)。但这个方法也有可能只是让发散问题延后发生。

最终除错手法 (简化 , 简化 , 再简化 , 直到可行为止):
1) 移除所有热源设定,或只计算冷流场,看看在没有考虑热源的情况下,流场是否合理且计算是否稳定。
2) 移除所有机柜,看看ACU的流场是否合理。
    a. 如果合理,再一排一排慢慢地将机柜加入直到计算发散发生,如此可确认是哪排机柜出现问题。
    b. 如果仍不合理,移除所有,再一台一台慢慢地将ACU加入直到计算发散发生,但必须确认整体的流量仍维持平衡。
3) 简化流量控制或风扇特性曲线,如果可以,可采用固定流量。如果没有问题,则检查流量控制参数并恢复设定 (需调整组件的松弛系数参),来稳定分析模型。


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大神点评5

你的美 2011-5-1 09:39:15 显示全部楼层

很不错的总结,也适应于ICEPAK等其他软件的分析。

哪根葱 2011-5-1 09:39:15 显示全部楼层



是的, 這是除錯的手法, 應該同時適用於其他軟體.

cliffcrag 2011-5-1 09:39:15 显示全部楼层

学习学习学习学习学习

一个人 2011-5-1 09:39:15 显示全部楼层

支持好文, 呵呵~

撇開單位看錯的人為錯誤,
通常由殘差先發散的那條就可以找到問題點~

海过来 2011-5-1 09:39:15 显示全部楼层

请问EP发散一般是由什么原因造成的?这几天被这个问题郁闷坏了。
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