稳态计算的结果与与初值的相关性探索（一）

稳态计算的结果与与初值的相关性探索

（一）问题初现端倪

      今天下午制作了一个只含两个罐和一条管段（6KKM）的管道模型文件，在入口压力3.3M、入口温度293.15、出口温度1.6M、空间步长1KM的条件下进行仿真运算，可以得到定性基本正确的稳态结果。但当入口压力提高到6.3M时，运算过程不能很快（在100步以内）收敛，得不到稳态计算结果。通过跟踪调试发现，此时范数最大的余量在850.9左右时，下降得非常慢，无法在100步内收敛。通过对此时的余量进行分析发现除了最后一个节点外，其他的余量都已接近于零了。和鹿工讨论了一下，结论是最后一个节点的余量于其他余量不在一个数量级可能是迭代过程不能快速收敛的症结所在。

     回想起SPS的仿真过程，当需要修改某个元件的进/出口压力时，由仿真工程师输入一个预设值，但此时该元件的进/出口的压力值并不是马上到达预设值，都需要一个改变的过程，即是由当前值连续的过渡到预设值，而不是突变。

     而我们现在对于类似的处理，其实都是通过“突变”的方式到达预设值，这是否会影响接下来的仿真计算呢？我想至少会影响后续仿真计算的收敛速度吧？

    在晚饭后嗑瓜子过程中，突然想到能否根据以上线索改善现在的稳态/瞬态过程呢？不妨一试！

    1. 对于稳态过程

       根据边界条件和初值差异的程度，让边界点的状态以平滑的方式过渡到边界条件的预设值，而不是一个突变的过程，通过几步“瞬态”的方式来逼近稳态，避免由于方程组余量差异过大引起的收敛问题。

   2. 对于瞬态过程

       对于状态变化较大的节点，采取逐步过渡，平滑的方式变化到预设值，通过这样方式来完成瞬态计算过程，避免突变引起的方程组余量差异过大引起的收敛问题。

      我觉得离真相越来越接近了。