スケーラブル ソルバーの自動収束判定

Autodesk® CFDの解析効率を継続的に向上させるための取り組みにより、ソルバーのオプションとしてスケーラブル ソルバーを使用できるようになりました。このソルバーは、約 1000 万～ 5000 万要素を含む大規模なシミュレーション用に特別に設計されています。元の従来のソルバーとは異なり、スケーラブル ソルバーは、各プロセスをプロセス/スレッドのハイブリッドとして複数のスレッドで実行できるようにするだけでなく、キャッシュのパフォーマンスを最適化するように設計されています。そのソルバーでは、複数のコンピュート ノードを使用する大規模モデルの解析時間が大幅に短縮されます。単一のコンピュート ノード上の小規模なモデルでのパフォーマンスは、既定の従来のソルバーと同様です。

自動収束判定

ソルバーの自動停止

自動収束判定は、解析が収束(つまり、解析の変化が停止)するタイミングを判断し、自動的に計算を停止します。解析フィールド全体で大小の頻度の変化を調べ、それぞれの自由度のローカルおよびグローバルの変動を評価します。これにより、解析の完了を判定する作業から開放されます。

収束基準は、最小、最大、平均データの最新の 50 の値を確認して、それぞれの自由度に対して評価されます。平均データは、線形回帰によって調整され、傾斜を生成します。最少および最大データは、データ範囲を取得するために使用されます。この範囲データは、正規化された傾斜を計算するために使用されます。

変数は、の値が収束基準より小さい場合、収束したとみなされます。

このアプローチは、流れ場で単調収束を得る場合に最適です。乱流フローでは、単調収束が発生することはまれで、平均データに一定量のノイズが常に存在します。このノイズが収束基準よりも大きい場合、完全な収束は得られません。

二次基準として、RMS 動作が、より長い反復間隔で観察されます。変数は、RMS 傾斜が収束基準を満たすと収束したとみなされます。

ソルバーは、解析で 4 つのフェーズを実行することで収束を判断します。

開始フェーズ

最初の 50 回の反復、対流項計算スキーム ADV 1 は、基本的な流れ場を確立するために使用されます。50回の反復後、選択された対流項計算スキームがソルバーで有効になります。このフェーズは、解析の初期段階で安定性を促進するために開始されます。

フロー収束フェーズ 1

機械の丸めを修正するため、50 回の反復ごとに圧力方程式が解かれ、正確な圧力を算出します。質量バランスに 5 パーセントを上回るエラーがある場合も、正確な圧力ソルバーが起動されます。このメソッドは、コンポーネントの速度と圧力の各条件が収束基準を満たすまで続けられます(温度および乱流量が収束基準を満たしていない)。

フロー収束フェーズ 2

コンポーネントの速度、圧力、乱流の各条件が収束基準を満たすまで、正確な圧力が反復ごとに取得されます。

熱収束フェーズ

CFD 1 の自動強制対流の方法と同様に、フロー解析がロックされます。正確なソルバーは、熱の問題に対する完全な定常解を得るために使用されます。伝熱解析が完了すると、解析はすべての自由度に関して完全に収束し、解析は自動的に停止します。