Fluent的CFD计算不收敛怎么办？

一、fluent计算收敛，应满足以下要求

1、各个项目的迭代残差降低到足够小的数值；

2、某些宏观物理量（例如管路出口流量）数值基本平稳不波动；

二、计算不能收敛原因

主要是这几个类型：

1、网格单元质量太差；

2、材料参数、边界条件的设定等组合不恰当或者违背物理规律；

3、求解方式和参数设定不合理；

单元质量太差是一个很常见的导致计算不收敛的原因，劣质的单元会导致某些敏感区域数值不稳定。

三、对于fluent计算，建议网格标准如下

1、面单元，三角形内角范围20-120度，四边形单元45-135度；

2、四面体单元，扭曲度不超过0.9，最好控制在0.85以下；

3、相邻单元之间尺寸比例不超过1.5；

4、边界层区域，注意是否满足湍流模型相对应的y+数值要求；

5、单元密度是否分布合理，在流动复杂的区域有较密集的单元；

材料参数、边界条件等涉及物理实际场景的设定，如果设定不合理，也会导致计算不收敛。因为软件中设置的情况，很有可能在现实世界不可能发生。典型例子，多相流计算中，各个副相体积比总和超过100%，导致主相体积比为负数。此时计算不收敛是正常现象，因为这个在现实中不可能出现（某种组分在混合物的比例，只可能0-100%）。此情况下即使计算收敛，结果也是非物理解，没有参考价值。

从数值计算角度，某些求解方式本身就存在数值不稳定或者难以收敛的问题。对于瞬态计算，过大的时间步长也会引起计算不收敛。

四、不收敛原因排查步骤：

1、检查单元质量，保证不存在劣质单元；

2、如果问题复杂，考虑因素很多，则先采用考虑因素较少的简单模型；

3、是否收敛，随后依次添加各影响因素；

4、仔细查看各个设定，检查是否存在违反物理规律的设定；

5、修改计算格式，瞬态计算还可以减少时间步长；

6、修改松弛因子；

如果网格质量良好，迭代残差在开始后不久就向着无穷大方向上升，通常在步骤2、3中会发现问题。

如果是迭代残差经历多次计算后仍然在比较低的值波动但是无法达到收敛标准，通常需要采用步骤4、5的操作。