湍流模型和用法

1、本文內(nèi)容摘自精通CFD工程仿真與案例實戰(zhàn)。實際上也是幫助文檔的 翻譯，英文好的可直接參閱幫助文檔。FLUENT中的湍流模型很多，有單方程模型，雙方程模型，雷諾應(yīng)力模型， 轉(zhuǎn)捩模型等等。這里只針對最常用的模型。1、湍流模型描述模型描述Spalart-Allmaras單方程模型，直接解出修正過的湍流粘性，用于有界壁面流 動的航空領(lǐng)域（需要較好的近壁面網(wǎng)格）尤其是繞流過程； 該模型也可用于粗網(wǎng)格。Standard k-e雙方程模型。是默認的k-e模型，系數(shù)由經(jīng)驗公式給出。只對高Re的湍流有效，包含粘性熱、浮力、壓縮性等選項RNG k-e標(biāo)準(zhǔn)k-e模型的變形，方程和系數(shù)來自解析解。在e方程中改 善了模

2、擬高應(yīng)變流動的能力；用來預(yù)測中等強度的旋游和低 雷諾數(shù)流動Realizable k-e標(biāo)準(zhǔn)k-e模型的變形。用數(shù)學(xué)約束改善模型的性能。能用于預(yù)測中等強度的旋流Standard k-w兩個輸運方程求解k與w。對于有界壁面和低雷諾數(shù)流動性 能較好，尤其是繞流問題；包含轉(zhuǎn)捩。自由剪切和壓縮性選 項SST k-w標(biāo)準(zhǔn)k-w模型的變形。使用混合函數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)k-e模型與k-w模型結(jié)合起來，包含了轉(zhuǎn)捩和剪切選項直接使用輸運方程來解出雷諾應(yīng)力，避免了其它模型的粘性Reynolds Stress假設(shè)，模擬強旋流相比其它模型有明顯優(yōu)勢2、湍流模型的選擇模型用法Spalart Allmaras計算量小，對一定復(fù)雜的邊

3、界層問題有較好的效果計算結(jié)果沒有被廣泛的測試，缺少子模型典型的應(yīng)用場合為航空領(lǐng)域的繞流模擬Standard k-e應(yīng)用多，計算量適中，有較多數(shù)據(jù)積累和比較高的精度對于曲率較大和壓力梯度較強等復(fù)雜流動模擬效果欠佳一般工程計算都使用此模型，其收斂性和計算精度能滿足一般的工程計算要求，但模擬旋流和繞流時有缺陷RNG k-e能模擬射流撞擊、分離流、二次流和旋流等中等復(fù)雜流動受到渦旋粘性同性假設(shè)限制除強旋流過程無法精確預(yù)測外，其它流動都可以使用此模型Realizable k-e和RNG基本一致，還可以更好的模擬圓形射流受到渦旋粘性同性假設(shè)限制除強旋流過程無法精確預(yù)測外，其它流動都可以使用此模型Stand k-w對于壁面邊界層，自由剪切流，低雷諾數(shù)流動性能較好。適合于存在逆壓力梯度時的邊界層流動，分離與轉(zhuǎn)捩SST k-w基本與標(biāo)準(zhǔn)k-w模型相同。由于對壁距離依賴性較強，因此不太適合于自由剪切流ReynoldsStress是最復(fù)雜的RANS模型。避免了同性的渦粘性假設(shè)。占用較多