یک گره Block Navier-Stokes ( ) را تحت یک گره حل کننده تکراری به عنوان یک پیش شرط کارآمد برای معادلات تراکم ناپذیر Navier-Stokes در رژیم گذرا اضافه کنید. این پیششرطیکننده مبتنی بر فاکتورسازی بلوکی مسئله ماتریس ژاکوبین است که از رویکرد نیوتن-کریلوف برای حل گسستهسازی زمان و مکان معادلات تراکمناپذیر ناویر-استوکس به دست میآید. زیرگره های Pressure Solver و Velocity Solver همیشه برای تعیین پیش شرط های عمومی برای بلوک فشار و بلوک سرعت در دسترس هستند.
اصلی
در قسمت Number of Iterations تعداد تکرار مورد نظر را وارد کنید (پیش فرض: 1). هنگامی که نرخ همگرایی ضعیف است، استفاده از تعداد بیشتری از تکرارها می تواند جایگزین کارآمدتری در مقایسه با صرف تلاش بیشتر در حل کننده سرعت یا فشار باشد.
از فهرست تقریبی مکمل Schur ، یکی از گزینه های زیر را انتخاب کنید:
•
|
قطر ماتریس سرعت (پیشفرض)
|
•
|
ماتریس سرعت برآمده
|
•
|
ماتریس توده ای
|
•
|
ماتریس سرعت مجموع ردیف مطلق
|
•
|
ماتریس جرم مجموع ردیف مطلق
|
سپس مولفه تقریبی مکمل Schur H به ترتیب به صورت دیاگ ( F ) – 1 ،،،، و ، که در آن نماد روی خط برای جمع سطرها (همچنین برآمدگی نامیده می شود) و نماد نوار عمودی برای جمع بندی مطلق ردیف استفاده می شود. F = σ D + K در فرمول COMSOL Multiphysics با پله زمانی ضمنی. در آن معادله، F یک عملگر همرفتی- انتشار مانند، D ماتریس جرم سرعت، و K “ماتریس سختی” از همرفت و اتلاف (از جمله تثبیت اختیاری) است.σ عاملی است که با گام زمانی معکوس متناسب است.
برای محاسبات در مقیاس بزرگ عملی، استفاده از مکمل Schur دقیق امکان پذیر نیست. در عوض یک تقریب بر اساس استفاده می شود ، که در آن H مورب است. سپس ماتریس Schur S به صورت تقریبی است
که در آن ماتریس عملگر واگرایی است، B T ماتریس عملگر گرادیان است، و C عملگری است که گسسته سازی المان محدود را تثبیت می کند.
برای هر مجموعه جدید ماتریس ژاکوبین، بلوک های ساختمان به روز می شوند و حل کننده بعدی به روز رسانی های مربوطه خود را دریافت می کند. برای مشکلات خاص – به عنوان مثال، فرمولاسیون هایی که نیازی به تثبیت ندارند – بلوک های خارج از مورب ثابت هستند. برای چنین فرمولهایی و همچنین برای مشکلاتی که اثر تثبیتکننده کوچک است، با انتخاب کادر بررسی مجدد بلوکهای ماتریس خارج از مورب استفاده مجدد، یک مزیت عملکرد کوچک به دست میآید .
مقداری بین 0 و 2 را در قسمت ضریب آرامش بهروزرسانی فشار وارد کنید (پیشفرض: 0.95). برای اطلاعات بیشتر قسمت زیر را ببینید.
در زیر متغیرهای سرعت ، برای افزودن متغیرهای سرعت، معمولاً یک میدان سرعت از رابط جریان سیال، کلیک کنید.
در قسمت متغیرهای فشار ، برای افزودن متغیرهای فشار، معمولاً یک میدان فشار از رابط جریان سیال، کلیک کنید.
تنظیمات متغیرهای سرعت و متغیرهای فشار تعیین می کنند که چگونه بلوک ها از کل ماتریس ژاکوبین تعریف می شوند. در مواردی که تعداد متغیرهایی بیش از آنچه در این تنظیمات گنجانده شده است وجود دارد که توسط حل کننده خطی اصلی حل شده است، پیش شرطی کننده مانند یک پیش شرطی ترکیبی عمل می کند و فقط عمل خود را بر روی معادلات (باقیمانده) برای متغیرهای سرعت و فشار اعمال می کند. اگر برای متغیرهای دیگر بهروزرسانی میخواهید، پیششرطیکننده دیگری اضافه کنید و هیبریدسازی را برای آنها فعال کنید. همچنین، اگر معادلات ناویر-استوکس با سایر معادلات کمکی که از نوع نقطه زینی هستند (مثلاً متغیرهای ODE برای شرایط مرزی ورودی کاملاً توسعه یافته) فرموله شوند، متغیرهای مربوطه باید به متغیرهای فشار اضافه شوند .
هر تکرار j پیش شرطی کننده عملیات و به روز رسانی های زیر را اعمال می کند:
در معادلات بالا، ω ضریب آرامش به روز رسانی فشار و . تعداد تکرارها کنترل می کند که چه تعداد از این تکرارها انجام می شود. هنگامی که پیش شرط با یک تکرار استفاده می شود، مقدار بهینه برای ضریب آرامش به روز رسانی فشار باید حدود 0.9 باشد. هنگامی که پیشتهویهکننده با دو تکرار استفاده میشود، اغلب برای عملکرد خوب، آرامش در حدود 0.4-0.5 مورد نیاز است.
عملیات به ترتیب توسط زیرگره های Velocity Solver و Pressure Solver انجام می شود . آن حل کننده ها را می توان در رابط کاربری انتخاب کرد. می توان از حل کننده های چندشبکه ای جبری استفاده کرد. یکی از مزایای پیش شرط Block Navier-Stokes این است که می توان از نرم کننده های استاندارد SOR یا SOR Line برای این حل کننده های چندشبکه استفاده کرد. چندشبکه هندسی پشتیبانی نمی شود.
هیبریداسیون
از تنظیمات در بخش Hybridization برای راهاندازی یک پیشتهویه ترکیبی استفاده کنید که در آن پیشتهویهکننده مستقیم برای برخی از متغیرهای وابسته فعال است. برای اطلاعات بیشتر به Preconditioners Hybrid مراجعه کنید .