GCI 与 CFD 离散不确定度报告
介绍三套系统加密网格、有效加密比、表观收敛阶、Richardson 外推和网格收敛指数 GCI 的使用条件与报告格式。
GCIRichardson外推离散误差网格收敛数值验证专题
GCI 与 CFD 离散不确定度报告
GCI 用系统网格加密结果估计目标量的空间离散不确定度。它依赖渐近收敛和一致网格系列,不能对任意两套网格机械计算。
1. 输入数据
至少需要粗、中、细三套网格的目标量 φ3, φ2, φ1 和代表网格尺度 h3, h2, h1。非均匀网格可用与单元体积和数量相关的有效尺度,但定义要保持一致。
2. 检查收敛行为
先判断结果是单调收敛、振荡收敛还是发散。只有在合理的渐近区间内,表观阶次和 Richardson 外推才有稳定意义。阶次异常时先检查未收敛、网格拓扑变化和后处理位置漂移。
3. GCI 表达
GCI 通常用安全因子、细/中网格相对差异、有效加密比和表观阶次计算。报告百分比时必须说明对应哪两个网格和哪个目标量。
4. 多目标量
压降可能已收敛,而峰值温度或分离位置尚未收敛。对所有关键验收量分别计算或解释,不要用一个 GCI 代表整个流场。
5. 报告最低项
列出网格数、尺度、加密比、目标量、迭代容差、表观阶次、外推值、GCI 和渐近性检查。GCI 只覆盖离散不确定度,不包括物性、边界和模型形式误差。
6. 参考资料
- Celik et al., “Procedure for Estimation and Reporting of Uncertainty Due to Discretization in CFD Applications,” 2008.
- Roache, Verification and Validation in Computational Science and Engineering.