自适应时间步

自适应时间步在运行过程中自动调整时间步以获得指定的时间分辨率,并可提高模拟的稳定性和运行时间以及结果的精度。此调整尤其适用于流拓扑变化大、物理时间尺度变化大或使用自适应网格细化动态调整网格的情况。

非稳态现象可以在显著的时间尺度上表现出较大的变化,这使得使用恒定时间步长来模拟它们时效率低下。尽管可以在 Simcenter STAR-CCM+(例如使用表格值)中指定时间步长的变化,但确定适当的值非常耗时且必须重复用于每个应用。

自适应时间步模型可自动确定时间步长。根据您在模拟中激活的物理模型,有不同的时间步提供程序可用,可使用不同准则来确定时间步长。可以使用可用的时间步提供程序的任意组合。在任意给定点,模拟使用启用的时间步提供程序中的最小时间步。如果自适应时间步与自适应网格细化模型一起使用,则自适应时间步建议基于自适应网格,而计算发生在自适应网格细化之后。

时间步提供程序可以在网格上提出非常小的时间步,但单元较小或质量较差。为防止模拟的运行时不必要的增加,自适应时间步模型提供一个过滤选项,可忽略这些用户指定网格单元对局部时间步计算的贡献。

下面列出了可用的时间步提供程序:

时间步提供程序 描述
CFL

限制时间步长以满足对流库朗数的指定目标准则。此时间步提供程序适用于瞬态流体问题。

请参见 CFL 参考。

对流 CFL 限制时间步长以满足平滑颗粒流体动力学 (SPH) 多相模拟的对流库朗数的指定目标准则。

请参见SPH 自适应时间步提供程序参考。

最大粒子打包

当体积分数大于指定的阈值体积分数时,将时间步缩短至指定的最小值。此时间步提供程序适用于欧拉多相问题上下文中的颗粒流。

请参见最大粒子打包参考。

自由表面 CFL

限制时间步长以实现锐化交界面。当 VOF 交界面穿过具有不同 CFL 数的网格时,例如既有粗糙网格又有精细网格,或具有变化的速度场时,此时间步提供程序适用于自由表面流体。

请参见自由表面 CFL 参考。

自由表面接触 在需要接触建模和检测以解析自由流边界与外部障碍之间的相互作用时限制时间步长。

仅当使用自由表面模型及拉格朗日自由表面条件来模拟粘性液体的流变时,此时间步提供程序才适合粘性流求解器。

请参见自由表面接触参考。

自由表面隐式多步

限制时间步长以在使用 VOF 隐式多步求解策略时实现锐化交界面。当 VOF 交界面穿过具有不同 CFL 数的网格时,例如既有粗糙网格又有精细网格,或具有变化的速度场时,此时间步提供程序适用于自由表面流体。

请参见自由表面隐式多步参考。

气缸内

限制适用于瞬态 STAR-ICE 应用模块的时间步长。此时间步提供程序用于 STAR-ICE 应用模块。

请参见缸内参考。

“融化-凝固”

限制时间步长,以便准确预测融化/凝固过程。

请参见融化-凝固参考。

压力 CFL

限制时间步长以满足平滑颗粒流体动力学 (SPH) 多相模拟中指定的目标压力 CFL 准则。

请参见SPH 自适应时间步提供程序参考。

平滑 CFL

平滑 CFL 类似于上述的 CFL,只是空间方面更加平滑。这种平滑是为了减少孤立的和强烈的局部变化网格长度尺度对整体使用作为时间步长驱动程序的库朗数的潜在不利影响。

请参见平滑 CFL 参考。

表面张力 CFL

当平滑颗粒流体动力学 (SPH) 多相模拟中包含表面张力效应时,限制时间步长以满足指定的目标 CFL 准则。

请参见SPH 自适应时间步提供程序参考。

LSI 平滑 CFL

此时间步提供程序类似于上述的平滑 CFL,不同之处在于 LSI 平滑 CFL 仅在大尺度交界面上运行。因此,仅当在体积分数对流下选择了自适应交界面锐化 (ADIS) 方案时此选项才可用。

请参见 LSI 平滑 CFL 参考。

热扩散率

限制时间步长以满足热扩散率的冯纽曼数的指定目标条件。此时间步提供程序适用于具有不同幅值的热扩散主导问题,同时还适用于支持固体材料。

请参见热扩散率参考。

固体应力

根据变量监视器值或计算得出的位移变化优化时间步。此时间步提供程序适用于非线性固体应力问题,如屈曲或冲击现象。

请参见固体应力参考。

粘性 CFL 当平滑颗粒流体动力学 (SPH) 多相模拟中包含粘性效应时,限制时间步长以满足指定的目标 CFL 准则。

请参见SPH 自适应时间步提供程序参考。

体积源 根据相质量传递(如沸腾、蒸发、空化和用户自定义源)对连续性方程源项的贡献来限制时间步长。建议的时间步长取决于质量传递的发生速度以及继承传递的网格单元的体积。此时间步提供程序适用于混合多相 (MMP) 和流体体积 (VOF) 模型。

请参见体积源参考。