湍流模型可用的不同的选项在10.3到10.7节已经详细的介绍过了。这里将提供这些选项的用法。 如果你选择的是Spalart-Allmaras模型，下列选项是有用的：
●Vorticity-based production（基于漩涡的产出）
●Strain/vorticity-based production（基于应变/漩涡的产出）
●Viscous heating（对耦合算法总是激活）
如果你选择的是标准的模型或是可实行的模型，下列选项是有用的：
●Viscous heating（对耦合算法总是激活）
●Inclusion of buoyancy effects on （包含浮力对的影响）
如果你选择的是RNG模型，下列选项是有用的：
●Differential viscosity model（微分粘性模型） ●Swirl modification（涡动修正）
●Viscous heating（对耦合算法总是激活）
●Inclusion of buoyancy effects on （包含浮力对的影响）
如果你选择的是标准的模型，下列选项是有用的：
●Transitional flows
●Shear flow corrections
●Viscous heating（对耦合算法总是激活）
如果你选择的是剪切-应力传输模型，下列选项是有用的：
●Transitional flows（过渡流）
●Viscous heating（对耦合算法总是激活）
唐园结
如果你选择的是雷诺应力模型（RSM），下列选项是有用的：
●Wall reflection effects on Reynolds stresses（壁面反射对雷诺应力的影响）
●Wall boundary conditions for the Reynolds stresses from the k equation（雷诺应力的壁面边界条件来自方程） ●Quadratic pressure-strain model（二次的压力－应变模型）
●Viscous heating（对耦合算法总是激活）
●Inclusion of buoyancy effects on （包含浮力对的影响）
如果你选择的是增强壁面处理（对模型和雷诺应力模型可用），下列选项是有用的：
●Pressure gradient effects（压力梯度的影响）
●Thermal effects（热影响）
如果你选择的是大漩涡模拟（LES），下列选项是有用的：
●Smagorinsky-Lilly model for the subgrid-scale viscosity
●RNG model for the subgrid-scale viscosity
●Viscous heating（对耦合算法总是激活）
10．2．4 The Spalart-Allmaras 模型
Spalart-Allmaras 模型是设计用于航空领域的，主要是墙壁束缚流动。在透平机械中的应用也愈加广泛。 在原始形式中Spalart-Allmaras 模型对于低雷诺数模型是十分有效的，要求边界层中粘性影响的区域被适当的解决。在FLUENT中，Spalart-Allmaras 模型用在网格划分的不是很好时。这将是最好的选择，当精确的计算在湍流中并不是十分需要时。在模型中近壁的变量梯度比在k-e模型和k-ω模型中的要小的多。这也许可以使模型对于数值的误差变得不敏感。
需要注意的是Spalart-Allmaras 模型是一种新出现的模型，现在不能断定它适用于所有
的复杂的工程流体。例如，不能依靠它去预测均匀衰退，各向同性湍流。还有要注意的是,单方程的模型经常因为对长度的不敏感而受到批评，例如当流动墙壁束缚变为自由剪切流。
10．2．5 标准k-e模型
最简单的完整湍流模型是两个方程的模型，要解两个变量，速度和长度尺度。
标准k-e模型是专为轻微的扩散设计的，然而RNG模型是为高张力引起的湍流粘度降低而设计的。这就是RNG模型的缺点。
10．2．6 红围脖客户端RNG k-e模型
RNG k-e模型来源于严格的统计技术。有以下改进：
·RNG在e方程中加了一个条件，有效的改善了精度。
·考虑到了湍流漩涡，提高了在这方面的精度。
·RNG为湍流Prandtl数提供了一个解析公式，而k-e使用的是用户提供的常数。
·k-e是一种高雷诺数的模型，RNG提供了一个考虑低雷诺数流动粘性的解析公式。这些公式的效用依靠正确的对待近壁区域
这些特点使得RNG k-e诉诸权威模型比标准k-e模型在更广泛的流动中有更高的可信度和精度。
10．2．7 带旋流修正的 k-e模型
·为湍流粘性增加了一个公式。
·为耗散率增加了新的传输方程，这个方程来源于一个为层流速度波动而作的精确方程
术语“realizable”，意味着模型要确保在雷诺压力中要有数学约束，湍流的连续性。
带旋流修正的 k-e模型直接的好处是对于平板和圆柱射流的发散比率的更精确的预测。而且它对于旋转流动、强逆压梯度的边界层流动、流动分离和二次流有很好的表现。
带旋流修正的 k-e模型和RNG k-e模型都显现出比标准k-e模型在强流线弯曲、漩涡和旋转有更好的表现。由于带旋流修正的 k-e模型是新出现的模型，所以现在还没有确凿的证据表明它比RNG k-e模型有更好的表现。但是最初的研究表明带旋流修正的 k-e模型在所有k-
e模型中流动分离和复杂二次流有很好的作用。
带旋流修正的 k-e模型的一个不足是在主要计算旋转和静态流动区域时不能提供自然的湍流粘度。这是因为带旋流修正的 k-e模型在定义湍流粘度时考虑了平均旋度的影响。这种额外的旋转影响已经在单一旋转参考系中得到证实，而且表现要好于标准k-e模型。由于这些修改，把它应用于多重参考系统中需要注意。
10．2．8 标准 k-ω模型
标准k-ω模型是基于Wilcox k-物权法论文ω模型，它是为考虑低雷诺数、可压缩性和剪切流传播而修改的。Wilcox k-ω模型预测了自由剪切流传播速率，像尾流、混合流动、平板绕流、圆柱绕流和放射状喷射，因而可以应用于墙壁束缚流动和自由剪切流动。
10．2．9 剪切压力传输（SST） k-ω模型
SST k-ω模型由Menter发展，以便使得在广泛的领域中可以独立于k-e模型，使得在近壁自由流中k-ω模型有广泛的应用范围和精度。SST和标准k-ω模型的改进：
·SST k-ω模型和k-e模型的变形增长于混合功能和双模型加在一起。混合功能是为近壁区域设计的，这个区域对标准k-ω模型有效，还有自由表面，这对k-e模型的变形有效。
·SST k-ω模型合并了来源于ω方程中的交叉扩散。
主持与播音 ·湍流粘度考虑到了湍流剪应力的传波。
·模型常量不同
这些改进使得SST k-ω模型比标准k-ω模型在在广泛的流动领域中有更高的精度和可信度。
10．2．10 雷诺压力模型（RSM）
在FLUENT中RSM是最精细制作的模型。放弃等方性边界速度假设，RSM使得雷诺平均N-S方程封闭，解决了关于方程中的雷诺压力，还有耗散速率。这意味这在二维流动中加入了四个方程，而在三维流动中加入了七个方程。
由于RSM比单方程和双方程模型更加严格的考虑了流线型弯曲、漩涡、旋转和张力快速变
化，它对于复杂流动有更高的精度预测的潜力。但是这种预测仅仅限于与雷诺压力有关的方程。压力张力和耗散速率被认为是使RSM模型预测精度降低的主要因素。
RSM模型并不总是因为比简单模型好而花费更多的计算机资源。但是要考虑雷诺压力的各向异性时，必须用RSM模型。例如飓风流动、燃烧室高速旋转流、管道中二次流。
10．3 Spalart-Allmaras 模型
在湍流模型中利用Boussinesq逼近，中心问题是怎样计算漩涡粘度。
10.4 标准、RNG和带旋流修正k-e模型
这一章讲述标准、RNG和带旋流修正k-e模型这三种模型有相似的形式，有k方程和e方程，它们主要的不同点是：
·计算湍流粘性的方法
·湍流Prandtl数由k和e方程的湍流扩散决定
·在e方程中湍流的产生和消失
每个模型计算湍流粘性的方法和模型的常数不一样。但从本质上它们在其它方面是一样的。
10.4.1 标准 k-e 模型
标准 k-e 模型是个半经验公式，主要是基于湍流动能和扩散率。k方程是个精确方程，e方程是个由经验公式导出的方程。
k-e 模型假定流场完全是湍流，分之之间的粘性可以忽略。标准 k-e 模型因而只对完全是湍流的流场有效。
10.4.3 带旋流修正k-e模型
作为对k-e模型和RNG模型的补充，在FLUENT中还提供了一种叫带旋流修正k-e模型。“realizable”表示模型满足某种数学约束，和湍流的物理模型是一致的。
注意到这里的k方程和标准k-e模型和RNG模型的k方程是一样的，常量除外。然而e方程确实大不相同。一个值得注意的问题是在e方程中产生的一项并不包含在k方程中。比如它
并不包含相同的Gk项，在其它的k-e模型中。人们相信现在的形式更好的表示了光谱的能量转换。另一个值得注意的是消去项没有任何奇点。比如它的分母不为零甚至k为零或者小于零。
这和原始的有一个奇点的k-e模型相比，归咎于分母中的k。
这个模型对于和广泛的的流动有效，包括旋转均匀剪切流，自由流中包括喷射和混合流，管道和边界流，还有分离流。由于这些原因，这种模型比标准k-e模型要好。尤其需要注意的是这种模型可以解决圆柱射流。比如，它预测了轴对称射流的传播速率，和平板射流一样。
10.5 标准和SST k-ω模型
这一章讲述标准和SST k-ω模型。俩种模型有相似的形式，有方程k和ω。SST和标准模型的不同之处是
·从边界层内部的标准k-ω模型到边界层外部的高雷诺数的k－e模型的逐渐转变
·考虑到湍流剪应力的影响修改了湍流粘性公式
10.5 标准k-ω模型
标准k-ω模型是一种经验模型，是基于湍流能量方程和扩散速率方程。
10．7 LES模型
湍流流场中起主导作用的是大尺寸的漩涡，小尺寸的漩涡主要引起湍流动量的扩散。
理论上可以通过直接数值模拟（DNS）尺寸的湍流模型，但是在实际工程中并不可行，它的计算代价太大，不实用。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议