Fluent如何判断结果是否收敛!
计算收敛标准浅析
定常计算
1. 残值出现无规律的震荡。导致这种情况绝大部分是由于个别网格质量太差造成的，解决的办法当然是提高网格质量了。如果实在是没办法修改网格，那就在流场中设置几个不同的监测点，监测其流场参数（比如说速度，温度，压强等等），如果这些参数不变化了，可以认为计算是收敛了。
2. 残值出现有规律震荡。导致这种情况是由于流场出现了非定常性，也就是说虽然边界条件是定常的，但是实际流场是非定常的，最典型的例子就是卡门涡街——虽然来流速度是不变的，但是流场是变的。这个时候通过残值曲线判断收敛就不太合适了。最合理的方法就是采用非定常计算，设置多个监测点，然后监测其流场参数，如果其参数呈现周期性的变化，那就可以认为是收敛了。
非定常计算
FLUENT中判断收敛的三种方法
1、监测残差值。
在迭代计算过程中，当各个物理变量的残差值都达到收敛标准时，计算就会发生收敛。Fluent默认的收敛标准是：除了能量的残差值外，当所有变量的残差值都降到低于10-3时，就认为计算收敛，而能量的残差值的收敛标准为低于10-6。
2、计算结果不再随着迭代的进行发生变化。
有时候，因为收敛标准设置得不合适，物理量的残差值在迭代计算的过程中始终无法满足收敛标准。然而，通过在迭代过程中监测某些代表性的流动变量，可能其值已经不再随着迭代的进行发生变化。此时也可以认为计算收敛。
3、整个系统的质量，动量，能量都守恒。
在Flux Reports对话框中检查流入和流出整个系统的质量，动量，能量是否守恒。守恒，则计算收敛。不平衡误差少于0.1%，也可以认为计算是收敛的。
1、观察点处的值不再随计算步骤的增加而变化；
2、各个参数的残差随计算步数的增加而降低，最后趋于平缓；
3、要满足质量守恒（计算中不牵涉到能量）或者是质量与能量守恒（计算中牵涉到能量）。
特别要指出的是，即使前两个判据都已经满足了，也并不表示已经得到合理的收敛解了，因为，如果松弛因子设置得太紧，各参数在每步计算的变化都不是太大，也会使前两个判据得到满足。此时就要再看第三个判据了。
还需要说明的就是,一般我们都希望在收敛的情况下，残差越小越好，但是残差曲线是全场求平均的结果，有时其大小并不一定代表计算结果的好坏，有时即使计算的残差很大，但结果也许是好的，关键是要看计算结果是否符合物理事实，即残差的大小与模拟的物理现象本身的复杂性有关，必须从实际物理现象上看计算结果。比如说本斑最近在算的一个全机模型,在大攻角情况下,解震荡得非常厉害，而且残差的量级也总下不去,但这仍然是正确的,为什么呢,因为大攻角下实际流动情形就是这样的,不断有涡的周期性脱落,流场本身就是非定常的,所以解也是波动的,处理的时候取平均就可以有时候我们会认为只要所有的残差达到1e-3或者1e-4就是达到收敛了。其实这个1e-3或者1e-4的收敛标准是相对而言的。在FLUENT中残差是以开始5步的平均值为基准进行比较的。如果你的初值取得好，你的迭代会很快收敛，但是你的残差却依然很高；但是当你改变初场到比较不同的值时，你的残差开始会很大，但随后却可以很快降低到很低的水平，让你看起来心情很好。其实两种情况下流场是基本相同的。由此来看，判断是否收敛并不是严格根据残差的走向而定的。可以选定流场中具有特征意义的点，监测其速度，压力，温度等的变化情况。如果变化很小，符合你的要求，即可认为是收敛了。一般来说，压力的收敛相对比较慢一些的。
因此是否收敛不能简单看残差图，还有许多其他的重要标准，比如进出口流量差、压力系数波动等等。尽管残差仍然维持在较高数值，但凭其他监测也可判断是否收敛。最重要的就是是否符合物理事实或试验结论。
残差曲线是否满足只是一个表面的现象，还要看进口和出口总量差不得大于1%,而且即使这样子,收敛解也不一定准确,它和网格划分/离散化误差,以及屋里模型的准确性都有关系.所以得有试验数据做对比活着理论分析了.
当然最终是否正确是要看是否与实验数据相符合！但既然有残差图的话，总应该可以大概的看出是否收敛吧？是否要残差要小到一定的程度，或者是残差不在增长，就可以一定程度上认为是收敛的.
残差的大小不能决定是否收敛，我在用FLUENT计算时，多采用监测一个面的速度（或者是压力、紊动能等参数）基本上不随着计算时间的推移而变化，就认为基本达到收敛。
在FLUENT的中文帮助里，对收敛有比较详细地描述，建议去看看。
收敛性可能会受到很多因素影响。大量的计算单元，过于保守的亚松驰因子和复杂的流动物理性质常常是主要的原因。有时候很难确定你是否得到了收敛阶。
没有判断收敛性的普遍准则。残差定义对于一类问题是有用的，但是有时候对其它类型问题会造成误导。因此，最好的方法就是不仅用残差来判断收敛性而且还要监视诸如阻力、热传导系数等相关的积分量。
在FLUENTD的帮助文件里给出了下面几种典型的情况
1、如果你对流场的初始猜测很好，初始的连续性残差会很小从而导致连续性方程的标度残差很大。在这种情况下，检查未标度的残差并与适当的标度如入口的质量流速相比较是很有用的。什么是标度残差？就是选作用来标准化的残差值，一般是取第五步吧，所以，一开是残差就很小，那么，后面的残差和它一比，值也很难收敛到很小数。
2、对于某些方程，如湍流量，较差的初始猜测可能会造成较高的标度因子。在这种情况下，标度的残差最开始会很小，随后会呈非线性增长，最后减小。因此，最好是从残差变化的行为来判断收敛性而不仅仅是残差的本身值来判断收敛性。你应该确认在几步迭代（比如说50步）之后残差继续减小或者仍然保持较低值，才能得出收敛的结论。
另一个判断收敛性的流行方法就是要求未标度的残差减小到三阶量级。为了实现这一方法，FLUENT提供了残差标准化，有关残差标准化的信息请参阅分离求解器残差定义和耦合求解器残差定义两节。在这种方法中，要求标准化的未标度残差降到10^-3。但是这种要求在很多情况下可能是不合适的。
1、如果你提供了较好的初始猜测，残差可能不会降到三阶量级。比方说，在等温流动中，如果温度的初始猜测非常接近最终值，那么能量残差根本就不会降到三阶量级。
2、如果控制方程中包括的非线性源项在计算开始时是零，但是在计算过程中缓慢增加，残差是不会降到三阶量级的。例如，在封闭区域内部的自然对流问题，由于初始的均一温度猜测不会产生浮力，所以初始的动量残差可能非常接近零。在这种情况下，初始的接近零的残差就不适合作为残差的较好的标度。
3、如果所感兴趣的变量在所有的地方都接近零，残差不会降到三阶量级。例如，在完全发展的管流中，截面上的速度为零。如果这些速度初始化为零，那么初始的和最终的残差都接近零，因此也就不能期待降三阶量级。在这种情况下，最好监视诸如阻力、总热传导系数等积分量来判断解的收敛。检查非标准化未标度的残差来确定这个残差和适当的标度相比是不是很小也是很有用的。相反，如果初始猜测很差，初始的残差过大以至于残差下降三阶量级也不能保证收敛。这种情况对于初始猜测很难的k和e方程尤其常见。在这里，检查你所感兴趣的所有积分量就很有用了。如果解是不收敛的，你可以减少收敛公差。
