评估质量守恒误差

在多相模拟中,Simcenter STAR-CCM+ 可用于监视指定相中质量守恒的迭代误差。通过监视质量守恒误差,可以评估解的质量,识别质量守恒中误差的源,并基于指定的守恒目标定义停止准则。

对于质量守恒误差计算,Simcenter STAR-CCM+ 提供了质量守恒误差报告。可以使用此报告创建:

  • 可显示整个模拟中质量守恒误差(或累积质量守恒误差)的监视器图,
  • 基于质量守恒误差值的内部迭代的停止准则。

该报告适用于以下多相域:

  • 液膜
  • 混合多相流 (MMP)
  • 离散多相流 (DMP)
  • 流体体积 (VOF)
质量守恒误差报告提供有关模拟中任何给定时间的相质量守恒的信息。该报告计算:
∑ m ⋅ I m b a l a n c e Δ t
(229)
其中
  • m ⋅ I m b a l a n c e 为选定相的质量失衡。当求解输运方程时,计算质量失衡。有关详细信息,请参见通用输运方程。
  • Δ t 为当前时间步长(在稳态模拟中, Δ t = 1 )。
  • ∑ 描述属于指定相的所有区域的所有电芯的总和。

要创建质量守恒误差报告:

  1. 右键单击报告节点,然后选择新建报告 > 流/能量 > 质量守恒误差。



  2. 选择报告 > [质量守恒误差 1] 节点,然后将相设为需要的相。

    可通过基于质量守恒误差报告创建监视器和绘图,监控整个模拟中的质量守恒误差。您还可以使用该报告定义内部迭代的停止准则,或例如用于分析积分模拟质量。

  3. 要基于质量守恒误差定义停止准则:
    1. 右键单击报告 > 质量守恒误差 1 节点,然后选择根据报告创建监视器。
    2. 编辑监视器 > 质量守恒误差 1 监视器节点,然后将触发器设为迭代。
    3. 右键单击质量守恒误差 1 监视器节点,然后选择根据监视器创建停止准则。
    4. 选择停止准则 > 质量守恒误差 1 监视器准则节点,然后设置准则选项。

    对于非稳态模拟,建议监视整个模拟的累积质量守恒误差。累积质量守恒监视器提供整个模拟中质量增/损的积分度量。

    要创建相质量守恒误差的累积监视器和绘图:
  4. 右键单击质量守恒误差 1 报告,然后选择根据报告创建累积监视器或根据报告创建累积监视器和绘图。


注在模拟中,其他类型的误差会导致全局质量守恒误差。例如,重叠等求解插值方案不强制使用守恒律,并且可能会在质量守恒中引入误差。对于此类情况,由质量守恒误差报告计算的迭代误差可能无法代表全局质量守恒误差。要评估解算质量,需要进行进一步的特定于模型的后处理。