Flotherm软件仿真结果中的极值偏差问题讨论

 

有时，仿真软件用的多了，大家就容易把一些数值传热学中的原理忘记了，容易产生一些困扰。比如，中国热设计网QQ群（319322744）有朋友发现，仿真提示温度最高560℃，根据提示的极值坐标找到相应位置后，发现最高温度才387℃。

 

所以，这位朋友用将等温面的温度调到560℃，发现后处理的窗口没有显示。其实，这并不是没有找到极值的位置，而是极值的显示有一点偏差。

这个问题其实是一个普遍问题，只是有时，这种偏差比较小而已。今天，Jason就来跟大家讨论一下。

我们知道，数值模拟是需要讲分析对象做离散化的，也就是说，你的模型做的再精巧，在软件看来，也是一堆大大小小的豆腐块，这些豆腐块我们称之为网格。

每个网格中，取一个代表点，点上的温度、压力、速度等各个参量数值，代表了真个网格的数值。软件求解后，得到了各个代表点的数值解，当然，它们也是离散的。因此，网格与网格之间的数值也是不连续的。所以，如果用不同颜色区分不同数值的话，这些上了色的网格更像打乱的魔方。

看起来很别扭对不对？真实的物理量是连续的，而数值解描绘的物理量是离散的。

不用担心，FloTHERM软件的后处理程序，自动将这些数值做了光滑处理——利用插值。所以后处理的云图显示设置中，Fill Type默认选项是Interpolated。其中，Cell Fill是软件实际计算的数值解，也就是上文提到的，魔方型的离散数值。如果选择Cell Fill，提示的最高温度，和显示的最高温度会吻合。

选择Interpolated，软件会根据相邻网格数值，做插值计算，这样同一个网格的参量数值也就会有所不同，插值得到的极值和数值解会有一点偏差。通常，如果网格划分的合理，网格之间的数值跳跃性不到，这种偏差就会很小。相反，如果网格密度跟参量的梯度不匹配，划分的太过粗糙，这种偏差就会比较大。

数值传热学中要求网格密度要达到一定程度，保证数值解与网格无关，做网格无关性的验证。但是，估计好多人都省了这一步吧。

最终，提出问题的朋友优化了网格，两个数值终于吻合了。

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