CFD:对流完全隐式迎风方案中时间收敛的怀疑

计算科学 收敛 平流 隐式方法
2021-11-30 11:51:12

我正在尝试使用隐式迎风方案解决对流-对流问题-您可以在此处看到使用的有限差分离散化。

对流对流隐式迎风

我启动模型(在 Scilab 上从零开始构建)并运行一些收敛测试。
最大的问题是速度 v 非常大——大约 200m/s。
我使用的空间离散化是 2m,经过一些测试,它工作得很好。
然而,时间离散化是真正困扰我的地方。我尝试通过离散时间来运行一些脚本

time = 0:dt:tend

我为不同的时间尺度做了一些测试,所有的趋势分数。更具体地说,我使用的不同时间步长的数组是

dtlist = tend/10^(0:5)

例如,对于tend=1s,我将测试dtlist = [0.00001, 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 1]s。
我运行测试,我得到的是:
收敛 0.1s

收敛 1s
(DT 是 t=0 和 t=tend 之间的流体之间的温差)
现在......我怎么可能在相同的时间步长下得到如此不同的结果10^-5s 和 10^-4s?

一般来说,是否存在确定隐式迎风问题收敛性的一般规则?我知道 CFL 条件在这里不算,因为该方案是隐式的,但也许还有其他条件我没有分析......

谢谢大家!

1个回答

您可以查看离散化中的截断错误。例如,对于您的时间离散化,截断错误将是

Δt22Tt2
隐式方案保证稳定性但不保证准确性,因为如果采用大的时间步长,截断误差可能会非常高。此外,这些错误会随着您运行时间的延长而累积。实际可接受的时间步长通常取决于手头的问题。