緩和係数 — CAE用語解説
緩和係数
CFD反復計算の安定化パラメータ
CFDの設定で「Under-Relaxation Factor」って出てくるんですが、これは何ですか？
緩和係数（Under-Relaxation Factor）は各反復ステップで変数をどのくらい更新するかを制御するパラメータだよ。φ_new = φ_old + α・Δφ という形で、αが0に近いほど変化が少なく安定だが収束が遅い。α = 1なら制御なしで速いが発散しやすい。SIMPLEアルゴリズムでは速度・圧力・温度などに個別に設定する。
どんな値に設定するのが普通ですか？
FLUENTのデフォルトは速度0.7・圧力0.3が一般的なスタート点だ。計算が不安定なら速度0.5・圧力0.2に下げる。安定したら少し上げて収束を速める。乱流量（k、ε）は0.8程度が標準だよ。密度変化が大きい問題（燃焼、高圧縮性）では全体的に小さい値から始めるのが鉄則だ。
収束を助ける設定の最適化
収束が全然しないときの対処法を教えてください。
まず残差モニターを見てどの変数が暴れているか確認する。発散していたら緩和係数を0.3〜0.5程度まで大幅に下げる。それでも発散するなら初期条件を見直すか、乱流モデルをより安定なものに変える。全変数を強制的に初期値に固定して少しずつ解放していく段階的アプローチも有効だよ。
収束判定の残差と緩和係数は関係ありますか？
緩和係数が小さいと残差の振動が抑えられて見た目の収束は速く見えるけど、実際の解の精度が十分でない「偽収束」に注意が必要だ。緩和係数を変えても結果が変わらないことを確認する感度確認が重要だよ。本当に収束しているかは積分量（揚力・熱流束・流量）のモニターで判断するのが確実だ。
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