幾種湍流模型知識整理

1、解決湍流的模型總計就是那幾個方程，F(xiàn)luent又從工程和數(shù)值的 角度進行了整理，下面就是這些湍流模型的詳細說明。FLUEN碓供了以下湍流模型：- Spalart-Allmaras 模型, k-e模型標準k-e模型一Renormalization-group (RNG) k-e 模型帶旋流修正k-e模型, k- 3模型標準k- 3模型壓力修正k- 3模型雷諾茲壓力模型大漩渦模擬模型幾個湍流模型的比較：從計算的角度看Spalart-Allmaras模型在FLUEN中是最經(jīng)濟的湍流模型，雖然只有一種方程可以解。由于要解額外的方程，標準k-e模型比Spalart-Allmaras模型耗費更多的計算機資

2、源。帶旋流修正的 k-e模型比標準k-e模型稍微多一點。由于控制方程中額外的功能和非 線性，RNG-e模型比標準k-e模型多消耗1015%CPUf間。就像k-e 模型，k-模型也是兩個方程的模型，所以計算時間相同。比較一下k-e模型和k-模型，RS蟆型因為考慮了雷諾壓力而需要更多的CPW間。然而高效的程序大大的節(jié)約了 CPW間。RS蟆型 比k-e模型和k-模型要多耗費5060%勺CP時間，還有1520%勺內(nèi)存。除了時間，湍流模型的選擇也影響FLUEN的計算。比如標準k-e 模型是專為輕微的擴散設(shè)計的，然而 RNGk-e模型是為高張力引起的 湍流粘度降低而設(shè)計的。這就是 RNGI型的缺點。同樣的

3、，RSM更型需要比k-e模型和k-模型更多的時間因為它要聯(lián) 合雷諾壓力和層流。概念：1 .雷諾平均：在雷諾平均中，在瞬態(tài)N-S方程中要求的變量已經(jīng)分解 為時均常量和變量。相似的，像壓力和其它的標量一 i i i(10-2 2)這里表示一個標量如壓力，動能，或粒子濃度。2 . Boussinesq逼近從雷諾壓力轉(zhuǎn)化模型： 利用Boussinesq假設(shè)把雷諾壓力和平均速度梯度聯(lián)系起來：Boussinesq假設(shè)使用在Spalart-Allmaras模型、k-e模型和k-模型中。這種逼近方法好處是對計算機的要求不高。在Spalart-Allmaras模型中只有一個額外的方程要解。k-e模型和k-3模型

4、中又兩個方程要解。Boussinesq假設(shè)的不足之處是假設(shè) ut是個等方性標量，這是不嚴格的1. Spalart-Allmaras模型(1equ):方程是:這里G是湍流粘度生成的，Yv是被湍流粘度消去，發(fā)生在近壁區(qū)域S>-是用戶定義的。注意到湍流動能在Spalart-Allmaras沒有被計算，但估計雷諾壓力時沒有被考慮。特點：1） . Spalart-Allmaras模型是設(shè)計用于航空領(lǐng)域的，主要是墻壁束縛流動，而且已經(jīng)顯示出和好的效果。2）。在原始形式中Spalart-Allmaras模型對于低雷諾數(shù)模型是十分有效的，要求邊界層中粘性影響的區(qū)域被適當?shù)慕鉀Q。3）。不能依靠它去預測均勻

5、衰退，各向同性湍流。還有要注意的 是,單方程的模型經(jīng)常因為對長度的不敏感而受到批評，例如當流動墻壁束縛變?yōu)樽杂杉羟辛鳌?. k-e 模型(2equ):2.1、 標準k-e模型的方程湍流動能方程k,和擴散方程e：（閑十聾（球%） =（+十+Gg 一辟一口十51tut小0i）Xj （Tk/111）.4-11nm IC也丁 i 51 ilU.J-2） 卜方程中G表示由層流速度梯度而產(chǎn)生的湍流動能，計算方法在 10.4.4中有介紹。G是由浮力產(chǎn)生的湍流動能，10.4.5中有介紹, M由于在可壓縮湍流中，過?g的擴散產(chǎn)生的波動，10.4.6中有介紹，C, G, G,是常量，（T k和（T e是k方程和e方程的湍流Prandtl 數(shù)，S和Se是用戶定義的。特點：標準k-et莫型自從被Launder and Spalding提出之后，就變成 工程流場計算中主要的工具了。適用范圍廣、經(jīng)濟、合理的精度， 這就