如何加速压力求解器收敛

学流体的小明

使用interFoam计算气泡槽道流，发现压力求解器的收敛速度比较慢。
已经使用过两种方法：

第一种是GAMG求解器，在大部分情况下效率都比较好。但是在一些算例中，气泡贴近壁面，很多气泡间产生了斥力，斥力是作为一个源项添加到动量方程UEqn当中的，见 https://cfd-china.com/post/37476。
斥力在许多气泡之间产生之后，可以明显感觉到GAMG求解器迭代次数增加，消耗时间变长。

p_rgh
    {
        solver          GAMG;
        tolerance       1e-09;
        relTol          0.002;
        smoother        GaussSeidel;
    }
p_rghFinal
    {
        $p_rgh;
        tolerance       1e-8;
        relTol          0;
    }

于是使用了第二种PCG求解器，仅在“斥力在许多气泡之间产生”这一情况下表现好一些。

p_rghFinal
    {
        solver          PCG;
        preconditioner
        {
            preconditioner  GAMG;
            tolerance       1e-8;
            relTol          0;
            nVcycles        2;
            smoother        DICGaussSeidel;
            nPreSweeps      2;
        }
        tolerance       1e-08;
        relTol          0;
    }

比如下面这张图，在将GAMG求解器替换为PCG之后，迭代次数大大减小，计算速度也变大（子图上面的紫色线，在10000迭代步之前有个转折，转折之前，每计算一步需要的执行时间ExecutionTime越来越大，转折之后紫色线斜率基本固定，每计算一步需要的执行时间基本固定）。

我的问题是：

我现在的库朗数和界面库朗数都是0.5，敢放松库朗数的限制以使用大时间步长吗？
有什么方法可以加快压力求解器的收敛吗？有什么推荐压力求解器？或者PIMPLE算法的一些设置？目前的PIMPLE设置是这样的：

PIMPLE
{
    momentumPredictor no;
    nOuterCorrectors 1;
    nCorrectors     3;
    nNonOrthogonalCorrectors 0;
}

求各位大佬指教！🙏🙏

coolhhh

@学流体的小明前段时间我用PIMPLE，发现设置momentumPredictor no;，结果会不准确还容易发散。改为momentumPredictor yes;，并且设置nCorrectors 2;

根据李老师的解析，nOuterCorrectors要设置大一点，可以CFL大于1。但根据我的计算momentumPredictor要设置为yes，否则结果不太准确

李东岳

@coolhhh 他这个吧，多相流比较不好整。尤其是要对alpha进行推进。大库朗数风险还是太大了。

根据李老师的解析，nOuterCorrectors要设置大一点，可以CFL大于1。但根据我的计算momentumPredictor要设置为yes，否则结果不太准确

这个我还没详细研究。不过我可以把你的发现更新在我的网站上。

学流体的小明

谢谢两位老师讨论。
我还是比较接受李老师的意见，不敢把库朗数增大。
压力求解器能想办法让收敛快一些吗？

李东岳

压力求解器那个也没有。不过你可以试试metis分解。这个比scotch计算的要快。

学流体的小明

😅我自己写的程序必须是simple的分解，scotch都不能用，更不用说metis了

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如何加速压力求解器收敛