Fluent中单精度和双精度区别
先说结论:始终勾选“double precision”选项,让Fluent程序运行于双精度模式下。
1 什么是精度
精度是编程中的概念,表示了数据存储的精确性。举例,2/3,在1位小数精度下为0.7,在3位小数精度下则为0.667。很显然,数据存储的精度越高,则数值计算的准确性越好,但是消耗更多的硬件资源。单精度和双精度都是IEEE 754标准中规定的数字存储方法,其中单精度数字需要32比特空间,双精度需要64比特空间。根据IEEE 754标准中的规定可得知,单精度数字范围2^-126到2^127,双精度数字范围2^-1022到2^1023。
2 精度在Fluent的影响
Fluent采用C语言编写,C语言中的数据类型,float和double分别对应于IEEE 754标准的单精度和双精度数字。
由于双精度数据有更长的小数位,因此相对于单精度数据,在求解的准确性上会有少许提升,数值截断误差更小。对于初始条件敏感、存在大梯度或者物理量跨越多个数量级的问题,单精度模式下的求解精度、计算收敛性等会急剧恶化。
硬件层面,计算时间、内存占用和磁盘空间占用更多的受到物理机理、网格数量、算法设置的影响,数据精度对于这些方面的影响极小,可以忽略不计。
对同一案例用单精度和双精度做对比:采用标准初始化,指定计算域所有部分温度均为300 K 。对比可发现,双精度下的初始化结果没有微小的数值波动,但是单精度模式存在微小的数值波动
单精度模式的初始化结果
双精度模式的初始化结果
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首次发布时间:2023-06-20
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