projection method 真的比piso快吗?
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这两天看了一篇文献关于使用四阶龙格库塔时间推进代替PISO算法,他的结果显示要比piso快50%,而且精度还高。因为他是有公布代码,所以修改起来很容易(我不太确定改的对不对)。这是我的修改的代码:
#include "CreatePoissonMatrix.H" Info<< "\nStarting time loop\n" << endl; while (runTime.run()) { #include "readTimeControls.H" #include "CourantNo.H" #include "setDeltaT.H" runTime++; Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl; Uold =U; Uc=U; phi =(fvc::interpolate(U) & mesh.Sf()); dU= runTime.deltaT()*(fvc::laplacian(turbulence->nuEff(),U)-fvc::div(phi,U)); Uc =Uc +a1*dU; U=Uold+0.5*dU; #include "PressureCorrection.H" phi =(fvc::interpolate(U) & mesh.Sf()); dU= runTime.deltaT()*(fvc::laplacian(turbulence->nuEff(),U)-fvc::div(phi,U)); Uc =Uc +a2*dU; U=Uold+0.5*dU; #include "PressureCorrection.H" phi =(fvc::interpolate(U) & mesh.Sf()); dU= runTime.deltaT()*(fvc::laplacian(turbulence->nuEff(),U)-fvc::div(phi,U)); Uc =Uc +a3*dU; U=Uold+dU; #include "PressureCorrection.H" phi =(fvc::interpolate(U) & mesh.Sf()); dU= runTime.deltaT()*(fvc::laplacian(turbulence->nuEff(),U)-fvc::div(phi,U)); Uc =Uc +a4*dU; U=Uc; #include "PressureCorrection.H" phi =(fvc::interpolate(U) & mesh.Sf()); laminarTransport.correct(); turbulence->correct(); #include "continuityErrs.H" runTime.write(); Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s" << " ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s" << nl << endl; }
其中:
PressureCorrection..H
为U.correctBoundaryConditions(); solve( pEqn == fvc::div(U)/runTime.deltaT()); U = U -fvc::grad(p)*runTime.deltaT(); U.correctBoundaryConditions();
CreatePoissonMatrix.H为:
fvScalarMatrix pEqn ( fvm::laplacian(p) ); pEqn.setReference(pRefCell,pRefValue);
目前有两个问题,一:我算pityDaily这个算例,对比过速度确实快一些,(前提是piso也是循环四次,但是piso一般两次就够了),但是这里有个很大的问题,p残差很高,精度不高,所以不知道是我改的求解器有问题还是这个算法本身不是很好?
二:我本来想算cavity这个算例,结果一算就崩了,所以不是很确定我改的对不对。在此问下大神们有什么意见或者见解。:big_mouth:
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@李东岳 ,@赵一铭 ,呼叫大神,:happy: 。
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他的结果显示要比piso快50%,而且精度还高。
我建议对比3伟复杂算例,计算若干小时。自带的pitzDaily计算时间太短了。你试试看?找个3D算例。
p残差很高,精度不高,
高到多少,贴log看看,
或者把你做的求解器压缩一下上传我运行运行。
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@李东岳 ,log文件太大了,我直接贴出最后运行的部分,这个是piso的:
Courant Number mean: 0.0727094 max: 0.318223 smoothSolver: Solving for Ux, Initial residual = 0.00233765, Final residual = 9.36774e-07, No Iterations 2 smoothSolver: Solving for Uy, Initial residual = 0.00221123, Final residual = 1.10021e-06, No Iterations 2 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.02495, Final residual = 0.00191592, No Iterations 16 time step continuity errors : sum local = 1.98408e-07, global = -2.5675e-08, cumulative = -5.27605e-07 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.0114244, Final residual = 0.000956831, No Iterations 6 time step continuity errors : sum local = 8.06665e-08, global = -1.4887e-08, cumulative = -5.42492e-07 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.000984314, Final residual = 9.17457e-05, No Iterations 12 time step continuity errors : sum local = 7.76255e-09, global = -1.02027e-09, cumulative = -5.43512e-07 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.000126896, Final residual = 8.14763e-07, No Iterations 9 time step continuity errors : sum local = 6.93864e-11, global = 1.58971e-11, cumulative = -5.43496e-07 smoothSolver: Solving for k, Initial residual = 0.00183417, Final residual = 6.75215e-07, No Iterations 2 bounding k, min: 0 max: 0.61915 average: 0.0500166 ExecutionTime = 880.24 s ClockTime = 907 s
这个是rk4projectionfoam:
Courant Number mean: 0.0691815 max: 0.254882 Time = 0.1 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.197725, Final residual = 0.014632, No Iterations 4 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.0293635, Final residual = 0.00242183, No Iterations 8 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.215681, Final residual = 0.0184253, No Iterations 3 GAMG: Solving for p, Initial residual = 0.0182562, Final residual = 0.00127419, No Iterations 8 smoothSolver: Solving for k, Initial residual = 0.00192867, Final residual = 7.26218e-07, No Iterations 2 bounding k, min: 0 max: 1.08318 average: 0.0514211 time step continuity errors : sum local = 1.74224e-05, global = -1.07657e-07, cumulative = -0.0014665 ExecutionTime = 621.75 s ClockTime = 640 s
[0_1506409559511_rk4projectionfoam.rar](正在上传 100%)
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@李东岳 ,我没有权限上传所以就给百度云链接 http://pan.baidu.com/s/1c8kFlO
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@mohui 感谢分享!
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试了一下cavity算例,可以正常跑完。
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将system/fvSolution里面的压力求解器的relTol设为0就可以使残差降下来,不过相应的矩阵求解迭代步要增加。
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@wwzhao ,恩,我试试看。另外,请问你对这个有什么见解呢?噱头大于实际效果?
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@mohui 正如你所说的,piso一般循环两次即可收敛,也就是要求解两次压力泊松方程,而rk4则需要求解4次。实际上对于不可压缩流体,求解压力泊松方程所需的时间占总计算时间的70%-80%左右,所以我觉得这方法对于一般问题没太大意义。
但那篇文章作者声称是这方法是low-dissipative的,我想对于一些特定问题应该还是有用的:cheeky:
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@wwzhao, 恩,确实是。看来这个问题可以不用去深究,我本来打算移植到多相流求解器看下是否节省时间,从目前结果来看,貌似也没省多少时间。
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我没看明白啊,他这不还是解了poisson方程吗,那不可能快的起来啊
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@mohui 在 projection method 真的比piso快吗? 中说:
这两天看了一篇文献关于使用四阶龙格库塔时间推进代替PISO算法,他的结果显示要比piso快50%,而且精度还高。
只是一篇SCI,后续没准还有一篇SCI出现相反的断论呢,都不好说
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@东岳 东岳老师挖了一手好坟啊
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这个已经有开源的的openfoam代码了,但是是openfoam2.1.1的,不知道有没有比较会的能做版本适应
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@Foamer24 这个你所说的开源是哪篇文献的?
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@mohui 看到rhoEnergyFoam中有三阶四步的龙格库塔迭代。但是OpenFOAM大网格量并行速度相比fluent,不是很快
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@Foamer24 有文献吗?另外这个求解器是官方的吗?我很久没关注新的版本的of了
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@mohui 不是,OpenFOAM大网格量计算效率真的比不过fluent,好奇怪
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@mohui 终于帮你找到啦!A LOW-DISSIPATIVE SOLVER FOR TURBULENT COMPRESSIBLE FLOWS ON UNSTRUCTURED MESHES, WITH OPENFOAM IMPLEMENTATION
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最近也基于pisoFoam植入了一下RKprojection foam,单个计算步不限制残差,projection method的确快很多,但是限制残差之后速度就变得特别慢,并且该算法内存占用量是pisoFoam的20倍。
不知道有没有大佬看到过把这个算法植入到多相流求解器的呢?想尝试一下把这个方法放到多相流计算里边去。