CFD 计算发散的原因及解决方法

大家好啊，今天来给大家讲讲 CFD 计算发散的原因和解决方法。CFD 计算就是用数学方法来模拟真实的物理现象，就像孙悟空用金箍棒画个圈，把妖怪困在里面一样。但是，有时候这个圈会突然变大，把妖怪放出来，这就叫 CFD 计算发散。

时间步长过大

时间步长过大就像你走路走得太快，一下子跨过了好几个街区，结果迷路了。在 CFD 计算中，时间步长过大可能会导致数值解偏离真实解，就像你走在路上，突然发现自己走到了一个完全陌生的地方。所以，要根据具体情况，选择合适的时间步长，一般来说，时间步长要小于某个特定的值，这个值叫做 Courant-Friedrichs-Lewy（CFL）条件。

压力修正次数太少

就像你炒菜的时候，盐放得太少，菜就没味道。在 CFD 计算中，压力修正次数太少，就相当于你炒菜的时候盐放得太少，菜没味道。所以，要根据具体情况，选择合适的压力修正次数，一般来说，对于 2D 问题，2~3 次就够了，对于 3D 问题，3~4 次就够了。

非正交修正

就像你在地图上找路，本来应该走直路，但是你却走了弯路，结果绕了一大圈。在 CFD 计算中，非正交修正就相当于你在地图上找路，本来应该走直路，但是你却走了弯路，结果绕了一大圈。所以，要尽量减少非正交修正，一般来说，非正交修正的次数不要超过 3 次。

负扩散系数

就像你把一杯水倒在地上，水会向低处流，这就是扩散。在 CFD 计算中，负扩散系数就相当于你把一杯水倒在地上，水却向高处流，这和实际情况不符。所以，要确保扩散系数是正数，一般来说，扩散系数是由物理模型计算出来的，如果扩散系数是负数，就要检查一下物理模型是否正确。