fluent湍流模型

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中科大FLUENT讲稿_第三章_湍流模型

中科大FLUENT讲稿_第三章_湍流模型

第三章,湍流模型第一节, 前言湍流流动模型很多,但大致可以归纳为以下三类:第一类是湍流输运系数模型,是Boussinesq 于1877年针对二维流动提出的,将速度脉动的二阶关联量表示成平均速度梯度与湍流粘性系数的乘积。

即:2121x u u u t ∂∂=''-μρ 3-1 推广到三维问题,若用笛卡儿张量表示,即有:ij ijj i t j i k x u xu u u δρμρ32-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=''- 3-2 模型的任务就是给出计算湍流粘性系数t μ的方法。

根据建立模型所需要的微分方程的数目,可以分为零方程模型(代数方程模型),单方程模型和双方程模型。

第二类是抛弃了湍流输运系数的概念,直接建立湍流应力和其它二阶关联量的输运方程。

第三类是大涡模拟。

前两类是以湍流的统计结构为基础,对所有涡旋进行统计平均。

大涡模拟把湍流分成大尺度湍流和小尺度湍流,通过求解三维经过修正的Navier-Stokes 方程,得到大涡旋的运动特性,而对小涡旋运动还采用上述的模型。

实际求解中,选用什么模型要根据具体问题的特点来决定。

选择的一般原则是精度要高,应用简单,节省计算时间,同时也具有通用性。

FLUENT 提供的湍流模型包括:单方程(Spalart-Allmaras )模型、双方程模型(标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现(Realizable)κ-ε模型)及雷诺应力模型和大涡模拟。

湍流模型种类示意图包含更多 物理机理每次迭代 计算量增加提供RANS-based models第二节,平均量输运方程雷诺平均就是把Navier-Stokes 方程中的瞬时变量分解成平均量和脉动量两部分。

对于速度,有:i i i u u u '+= 3-3其中,i u 和i u '分别是平均速度和脉动速度(i=1,2,3)类似地,对于压力等其它标量,我们也有:φφφ'+= 3-4 其中,φ表示标量,如压力、能量、组分浓度等。

常用湍流模型及其在FLUENT软件中的应用

常用湍流模型及其在FLUENT软件中的应用

常用湍流模型及其在FLUENT软件中的应用常用湍流模型及其在FLUENT软件中的应用湍流是流体运动中不可避免的现象,它具有无规则、随机和混沌等特点,对于流体力学研究和工程应用具有重要影响。

为了更好地模拟流体运动中的湍流现象,并进行相关的工程计算和优化设计,科学家们提出了许多湍流模型。

本文将介绍一些常用的湍流模型,并探讨它们在流体动力学软件FLUENT中的应用。

1. 动力学湍流模型(k-ε模型)动力学湍流模型是最为经典和常用的湍流模型之一,主要通过求解湍流动能k和湍流耗散率ε来模拟湍流运动。

这一模型主要适用于较为简单的湍流流动,如外部流场和平稳湍流流动。

在FLUENT软件中,用户可以选择不同的k-ε模型进行计算,并对模型参数进行调整,以获得更准确的湍流模拟结果。

2. Reynolds应力传输方程模型(RSM模型)RSM模型是基于雷诺应力传输方程的湍流模型,它通过求解雷诺应力分量来描述湍流的速度脉动特性。

相比于动力学湍流模型,RSM模型适用于复杂的湍流流动,如边界层分离流动和不可压缩流动。

在FLUENT软件中,用户可以选择RSM模型,并对模型参数进行优化,以实现对湍流流动的更精确模拟。

3. 混合湍流模型混合湍流模型是将多个湍流模型相结合,以更好地模拟不同湍流流动。

常见的混合湍流模型有k-ε和k-ω模型的组合(k-ε/k-ω模型)和k-ε模型和RSM模型的组合(k-ε/RSM模型)等。

在FLUENT软件中,用户可以选择不同的混合模型,并根据具体的流动特征进行模型参数调整,以实现更准确的湍流模拟。

除了上述介绍的常用湍流模型外,FLUENT软件还提供了其他的湍流模型选择,如近壁函数模型(近壁k-ω模型、近壁k-ε模型)、湍流耗散模型(SD模型)、多场湍流模型(尺度能量模型)等。

这些模型针对不同的湍流现象和流动特性,提供了更加丰富和精确的模拟方法。

在FLUENT软件中,用户可以根据具体的工程问题和流动特性选择合适的湍流模型,并进行相应的设置和参数调整。

fluent 湍流模型

fluent 湍流模型

10.10.1 湍流选项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ε-k 模型或是可实行的ε-k 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 ε(包含浮力对ε的影响)如果你选择的是RNG ε-k 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 ε(包含浮力对ε的影响)如果你选择的是标准的ω-k 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ω-k 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)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k 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 ε(包含浮力对ε的影响)如果你选择的是增强壁面处理(对ω-k 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。

FLUENT常用的湍流模型及壁面函数处理

FLUENT常用的湍流模型及壁面函数处理

FLUENT常用的湍流模型及壁面函数处理本文内容摘自《精通CFD工程仿真与案例实战》。

实际上也是帮助文档的翻译,英文好的可直接参阅帮助文档。

FLUENT中的湍流模型很多,有单方程模型,双方程模型,雷诺应力模型,转捩模型等等。

这里只针对最常用的模型。

1、湍流模型描述2、湍流模型的选择有两种方法处理近壁面区域。

一种方法,不求解粘性影响内部区域(粘性子层及过渡层),使用一种称之为“wall function”的半经验方法去计算壁面与充分发展湍流区域之间的粘性影响区域。

采用壁面函数法,省去了为壁面的存在而修改湍流模型。

另一种方法,修改湍流模型以使其能够求解近壁粘性影响区域,包括粘性子层。

此处使用的方法即近壁模型。

(近壁模型不需要使用壁面函数,如一些低雷诺数模型,K-W湍流模型是一种典型的近壁湍流模型)。

所有壁面函数(除scalable壁面函数外)的最主要缺点在于:沿壁面法向细化网格时,会导致使数值结果恶化。

当y+小于15时,将会在壁面剪切力及热传递方面逐渐导致产生无界错误。

然而这是若干年前的工业标准,如今ANSYS FLUENT采取了措施提供了更高级的壁面格式,以允许网格细化而不产生结果恶化。

这些y+无关的格式是默认的基于w方程的湍流模型。

对于基于epsilon方程的模型,增强壁面函数(EWT)提供了相同的功能。

这一选项同样是SA模型所默认的,该选项允许用户使其模型与近壁面y+求解无关。

(实际上是这样的:K-W方程是低雷诺数模型,采用网格求解的方式计算近壁面粘性区域,所以加密网格降低y+值不会导致结果恶化。

k-e方程是高雷诺数模型,其要求第一层网格位于湍流充分发展区域,而此时若加密网格导致第一层网格处于粘性子层内,则会造成计算结果恶化。

这时候可以使用增强壁面函数以避免这类问题。

SA模型默认使用增强壁面函数)。

只有当所有的边界层求解都达到要求了才可能获得高质量的壁面边界层数值计算结果。

这一要求比单纯的几个Y+值达到要求更重要。

fluent中常见的湍流模型及各自应用场合

fluent中常见的湍流模型及各自应用场合

标题:深入探讨fluent中常见的湍流模型及各自应用场合在fluent中,湍流模型是模拟复杂湍流流动的重要工具,不同的湍流模型适用于不同的流动情况。

本文将深入探讨fluent中常见的湍流模型及它们各自的应用场合,以帮助读者更深入地理解这一主题。

1. 简介湍流模型是对湍流流动进行数值模拟的数学模型,通过对湍流运动的平均值和湍流运动的涡旋进行描述,以求解湍流运动的平均流场。

在fluent中,常见的湍流模型包括k-ε模型、k-ω模型、LES模型和DNS模型。

2. k-ε模型k-ε模型是最常用的湍流模型之一,在工程领域有着广泛的应用。

它通过求解两个方程来描述湍流场,即湍流能量方程和湍流耗散率方程。

k-ε模型适用于对流动场变化较为平缓的情况,如外流场和边界层内流动。

3. k-ω模型k-ω模型是另一种常见的湍流模型,在边界层内流动和逆压力梯度流动情况下有着良好的适用性。

与k-ε模型相比,k-ω模型对于边界层的模拟更加准确,能够更好地描述壁面效应和逆压力梯度情况下的流动。

4. LES模型LES(Large Ey Simulation)模型是一种计算密集型的湍流模拟方法,适用于对湍流细节结构和湍流的大尺度结构进行同时模拟的情况。

在fluent中,LES模型通常用于对湍流尾流、湍流燃烧和湍流涡流等复杂湍流流动进行模拟。

5. DNS模型DNS(Direct Numerical Simulation)模型是一种对湍流流动进行直接数值模拟的方法,适用于小尺度湍流结构的研究。

在fluent中,DNS模型常用于对湍流的微观结构和湍流的小尺度特征进行研究,如湍流能量谱和湍流的空间分布特性等。

总结与回顾通过本文的介绍,我们可以看到不同的湍流模型在fluent中各有其适用的场合。

从k-ε模型和k-ω模型适用于工程领域的实际流动情况,到LES模型和DNS模型适用于研究湍流细节结构和小尺度特征,每种湍流模型都有其独特的优势和局限性。

Fluent培训资料:8-湍流模型

Fluent培训资料:8-湍流模型

T f ~
T
f
k
2
T
f k
3、Spalart-Allmaras 模型
• Spalart-Allmaras 是一种低耗的求解关于改进的涡粘输运方程的RANS 模型 • 主要用于空气动力学/涡轮机, 比如机翼上的超音速/跨音速流动, 边界层流动
等等 • 是一个相对新的一方程模型,不需求解和局部剪切层厚度相关的长度尺度 • 为气动领域设计的,包括封闭腔内流动
– RSM 对复杂的 3D湍流流动更有效,但是模型更加复杂, 计算强度 更大, 比涡粘模型更难收敛
2、 RANS 模拟
计算湍流粘性
• 基于量纲分析, μT 能够由 湍流时间尺度 (或速度尺度) 和空间尺度来决 定
– 湍流动能 [L2/T2] – 湍流耗散率 [L2/T3] – 比耗散率 [1/T]
Spalart-Allmaras 模型为单方程湍流模型:
湍流粘度:
湍流产生项
Spalart-Allmaras 模型默认常数
3、Spalart-Allmaras 模型
激活Spalart-Allmaras 模型的方法如下: 1)选择粘性模型面板中的 Spalart-Allmaras(1 equ); 2)选择Spalart-Allmaras模型中产生湍流 方法:Vorticity-Based; Strain/Vorticity-Based; 3)设置模型常数(Model Constants)
• 直接数值模拟 (DNS) – 理论上来说,所有的紊流流动能够由数值解出所有的N-S方程来模拟 – 解出尺寸频谱,不需要任何模型 – 花费太高! 对工程流动不实用 ,目前 DNS 在 Fluent中不可用。
• 现在没有一种简单而实用的湍流模型能够可靠的预测出具有充分精度的所有湍流流 动

fluent零方程湍流模型

fluent零方程湍流模型

fluent零方程湍流模型标题:湍流的魅力:探索Fluent零方程湍流模型导语:湍流是自然界中普遍存在的现象,它的复杂性使得我们对其理解充满了好奇与挑战。

在工程领域中,湍流对流体流动的影响不可忽视。

而Fluent零方程湍流模型为我们提供了一种研究湍流现象的有效工具。

本文将以人类的视角,探索这一模型的魅力,展示湍流的奥秘。

第一部分:湍流的定义与特性湍流是一种随机、不规则的流动现象,它在自然界中广泛存在。

与层流相比,湍流的特点是流速和压力的空间和时间波动较大。

湍流的复杂性使得其研究变得困难,但也正是这种复杂性使湍流显示出了一些令人惊叹的特性,比如能量耗散和涡旋结构的形成。

第二部分:Fluent零方程湍流模型的原理与应用Fluent零方程湍流模型是一种简化的湍流模型,它基于湍流的能量耗散理论。

该模型通过假设湍流的能量耗散率与流体的速度梯度成正比,从而实现了对湍流的模拟。

这种模型在工程领域中得到广泛应用,可以帮助工程师预测湍流对流体流动的影响,从而优化设计和提高效率。

第三部分:探索湍流的奥秘湍流的复杂性使得我们对其理解充满了挑战,但也正是这种挑战使得湍流的研究变得更加有趣。

从大气中的湍流到海洋中的湍流,从飞机机翼上的湍流到燃烧过程中的湍流,湍流无处不在。

通过Fluent零方程湍流模型,我们可以更好地理解湍流的形成机制和特性,进而应用于实际工程中。

结语:湍流是自然界中一种复杂而神奇的现象,它的研究对我们理解流体动力学以及优化工程设计具有重要意义。

Fluent零方程湍流模型为我们提供了一种有效的工具,可以帮助我们模拟和预测湍流对流体流动的影响。

通过深入研究湍流的特性和应用,我们可以更好地掌握湍流的奥秘,为工程实践提供更优化的解决方案。

让我们一同探索湍流的魅力,感受科学与工程的交融之美。

FLUENT-第五节湍流模型

FLUENT-第五节湍流模型

N. Djilali and I. S. Gartshore (1991), “Turbulent Flow Around a Bluff Rectangular Plate, Part I: Experimental Investigation,” JFE, Vol. 113, pp. 51–59.
– SST k–ω 模型混合了 和模型的优势,在近壁面处使用k–ω模型, 而在边界层外采用 k–ε 模型
– 包含了修正的湍流粘性公式,考虑了湍流剪切应力的效应
– SST 一般能更精确的模拟反压力梯度引起的分离点和分离区大小
雷诺应力模型 (RSM)
回忆一下涡粘模型的局限性:
– 应力-应变的线性关系导致在应力输运重要的情况下预测不准, 如非平衡流动、分离流和回流等 – 不能考虑由于流线曲度引起的额外应力作用,如旋转、大的偏转 流动等 – 当湍流是高度各向异性、有三维效应时表现较差
为了克服上述缺点,通过平均速度脉动的乘积,导出六个独立的 雷诺应力分量输运方程
– RSM适合于高度各向异性流,三维流等,但计算代价大 – 目前 RSMs 并不总是优于涡粘模型
边界层一致性定律
Inner layer
Outer layer
Viscous sublayer
Buffer layer or blending region
– 对雷诺应力项施加了几个可实现的条件
– 优势:
• 精确预测平板和圆柱射流的传播
• 对包括旋转、有大反压力梯度的边界层、分离、回流等现象有更好 的预测结果
RNG k–ε (RNG) 模型:
– k–ε方程中的常数是通过重正规化群理论分析得到,而不是通过 试验得到的,修正了耗散率方程
– 在一些复杂的剪切流、有大应变率、旋涡、分离等流动问题比 SKE 表现更好

Fluent湍流模型选取的准则

Fluent湍流模型选取的准则

Fluent湍流模型选取的准则湍流模型选取的准则:流体是否可压、建立特殊的可行的问题、精度的要求、计算机的能力、时间的限制。

为了选择最好的模型,你需要了解不同条件的适用范围和限制。

FLUENT软件中提供以下湍流模型:1 Spalart-Allmaras 模型;2 k-ε模型;3 k-ω模型;4 雷诺应力模型(RSM);5 大涡模拟模型(LES)。

1 Spalart-Allmaras 模型应用范围:Spalart-Allmaras模型是设计用于航空领域的,主要是墙壁束缚(wall-bounded)流动,而且已经显示出很好的效果。

在透平机械中的应用也愈加广泛。

在湍流模型中利用Boussinesq逼近,中心问题是怎样计算漩涡粘度。

这个模型被Spalart-Allmaras提出,用来解决因湍流动粘滞率而修改的数量方程。

模型评价:Spalart-Allmaras模型是相对简单的单方程模型,只需求解湍流粘性的输运方程,不需要求解当地剪切层厚度的长度尺度;由于没有考虑长度尺度的变化,这对一些流动尺度变换比较大的流动问题不太适合;比如平板射流问题,从有壁面影响流动突然变化到自由剪切流,流场尺度变化明显等问题。

Spalart-Allmaras模型中的输运变量在近壁处的梯度要比k-ε中的小,这使得该模型对网格粗糙带来数值误差不太敏感。

Spalart-Allmaras模型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。

2 k-ε模型① 标准的k-ε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。

在FLUENT中,标准k-ε模型自从被Launder and Spalding提出之后,就变成工程流场计算中主要的工具了。

适用范围广、经济、合理的精度。

它是个半经验的公式,是从实验现象中总结出来的。

湍动能输运方程是通过精确的方程推导得到,耗散率方程是通过物理推理,数学上模拟相似原型方程得到的。

Fluent 湍流模型小结

Fluent 湍流模型小结

Fluent 湍流模型小结湍流模型目前计算流体力学常用的湍流的数值模拟方法主要有以下三种:⌝直接模拟(direct numerical simulation, DNS)直接数值模拟(DNS)特点在湍流尺度下的网格尺寸内不引入任何封闭模型的前提下对Navier-Stokes方程直接求解。

这种方法能对湍流流动中最小尺度涡进行求解,要对高度复杂的湍流运动进行直接的数值计算,必须采用很小的时间与空间步长,才能分辨出湍流中详细的空间结构及变化剧烈的时间特性。

基于这个原因,DNS目前仅限于相对低的雷诺数中湍流流动模型。

另外,利用DNS模型对湍流运动进行直接的数值模拟对计算工具有很高的要求,计算机的内存及计算速度要非常的高,目前DNS模型还无法应用于工程数值计算,还不能解决工程实际问题。

⌝大涡模拟(large eddy simulation, LES)大涡模拟(LES)是基于网格尺度封闭模型及对大尺度涡进行直接求解N-S方程,其网格尺度比湍流尺度大,可以模拟湍流发展过程的一些细节,但其计算量仍很大,也仅用于比较简单的剪切流运动及管流。

大涡模拟的基础是:湍流的脉动与混合主要是由大尺度的涡造成的,大尺度涡是高度的非各向同性,而且随流动的情形而异。

大尺度的涡通过相互作用把能量传递给小尺度的涡,而小尺度的涡旋主要起到耗散能量的作用,几乎是各向同性的。

这些对涡旋的认识基础就导致了大涡模拟方法的产生。

Les大涡模拟采用非稳态的N-S方程直接模拟大尺度涡,但不计算小尺度涡,小涡对大涡的影响通过近似的模拟来考虑,这种影响称为亚格子Reynolds应力模型。

大多数亚格子Reynolds模型都是将湍流脉动所造成的影响用一个湍流粘性系数,既粘涡性来描述。

LES对计算机的容量和CPU的要求虽然仍然很高,但是远远低于DNS方法对计算机的要求,因而近年来的研究与应用日趋广泛。

⌝应用Reynolds时均方程(Reynolds-averaging equations)的模拟方法许多流体力学的研究和数值模拟的结果表明,可用于工程上现实可行的湍流模拟方法仍然是基于求解Reynolds时均方程及关联量输运方程的湍流模拟方法,即湍流的统观模拟方法。

fluent中常见的湍流模型及各自应用场合

fluent中常见的湍流模型及各自应用场合

fluent中常见的湍流模型及各自应用场合湍流是流体运动中的一种复杂现象,它在自然界和工程应用中都非常常见。

为了模拟和预测湍流的行为,数学家和工程师们开发了各种湍流模型。

在Fluent中,作为一种流体动力学软件,它提供了多种常见的湍流模型,每个模型都有其自己的适用场合。

1. k-ε 模型最常见的湍流模型之一是k-ε模型。

该模型基于雷诺平均的假设,将湍流分解为宏观平均流动和湍流脉动两个部分,通过计算能量和湍动量方程来模拟湍流行为。

k-ε模型适用于边界层内和自由表面流动等具有高湍流强度的情况。

它还适用于非压缩流体和对称或旋转流动。

2. k-ω SST 模型k-ω SST模型是基于k-ε模型的改进版本。

它结合了k-ω模型和k-ε模型的优点,既能够准确地模拟边界层流动,又能够提供准确的湍流边界条件。

SST代表了"Shear Stress Transport",意味着模型在对剪切流动的边界层进行处理时更为准确。

k-ω SST模型适用于各种湍流强度的流动,特别是在激烈湍流的边界层内。

3. Reynolds Stress 模型Reynolds Stress模型是一种基于雷诺应力张量模拟湍流的高级模型。

它考虑了流场中的各向异性和非线性效应,并通过解Reynolds应力方程来确定流场中的张应力。

由于对流场的湍流行为进行了更精确的建模,Reynolds Stress模型适用于湍流流动和涡旋流动等复杂的工程应用。

然而,由于模型的计算复杂度较高,使用该模型需要更多的计算资源。

4. Large Eddy Simulation (LES)Large Eddy Simulation是一种直接模拟湍流的方法,它通过将整个流场划分为大尺度和小尺度的涡旋来模拟湍流行为。

LES适用于高雷诺数的流动,其中小尺度涡旋的作用显著。

由于需要同时解决大尺度和小尺度涡旋的运动方程,LES计算的复杂度非常高,适用于需要高精度湍流求解的工程应用。

fluent的空气湍流模型

fluent的空气湍流模型

fluent的空气湍流模型(实用版)目录一、引言二、Fluent 中的湍流模型概述1.湍流模型的种类2.湍流模型的选择三、Fluent 中的空气湍流模型1.k-模型2.sa 模型3.LES 模型四、Fluent 中湍流模型的应用1.边界层流动2.噪声模拟五、结论正文一、引言在计算机流体动力学(CFD)领域,湍流是一种常见的流动现象。

由于其复杂性,工程师们通常需要使用湍流模型来模拟这种流动。

Fluent 是一款广泛应用于 CFD 领域的软件,它提供了多种湍流模型供用户选择。

本文将介绍 Fluent 中的空气湍流模型。

二、Fluent 中的湍流模型概述1.湍流模型的种类在 Fluent 中,湍流模型主要分为以下几类:k-模型、sa 模型、LES 模型、RSM 模型等。

这些模型分别适用于不同的流动情况,具有各自的优缺点。

2.湍流模型的选择选择合适的湍流模型是模拟流体流动的关键。

在实际应用中,需要根据流体的性质、流动区域、流动速度等因素来选择合适的湍流模型。

三、Fluent 中的空气湍流模型1.k-模型k-模型是一种基于涡旋随机化的湍流模型,适用于高速、非粘性流体流动。

在 Fluent 中,k-模型可以通过设置湍流粘性系数来调整模型的性能。

2.sa 模型sa 模型,即 Smagorinsky 模型,是一种基于涡旋随机化和湍流扩散的混合模型。

它在高速、非粘性流体流动方面具有较好的性能。

在 Fluent 中,sa 模型可以通过设置涡旋随机化参数和湍流扩散参数来调整模型的性能。

3.LES 模型LES 模型,即大涡模拟,是一种基于湍流涡旋结构的湍流模型。

它适用于高速、非粘性流体流动以及具有较强湍流特性的流动。

在 Fluent 中,LES 模型可以通过设置湍流涡旋参数来调整模型的性能。

四、Fluent 中湍流模型的应用1.边界层流动在边界层流动模拟中,湍流模型的选择尤为重要。

一般来说,对于有压力梯度的大范围边界层流动,可以选择 k-模型或 sa 模型;而对于强旋流和旋转流动,可以选择 LES 模型或 RSM 模型。

Fluent 湍流模型小结

Fluent 湍流模型小结

Fluent 湍流模型小结湍流模型目前计算流体力学常用的湍流的数值模拟方法主要有以下三种:直接模拟(direct numerical⌝simulation, DNS)直接数值模拟(DNS)特点在湍流尺度下的网格尺寸内不引入任何封闭模型的前提下对Navier-Stokes方程直接求解。

这种方法能对湍流流动中最小尺度涡进行求解,要对高度复杂的湍流运动进行直接的数值计算,必须采用很小的时间与空间步长,才能分辨出湍流中详细的空间结构及变化剧烈的时间特性。

基于这个原因,DNS目前仅限于相对低的雷诺数中湍流流动模型。

另外,利用DNS模型对湍流运动进行直接的数值模拟对计算工具有很高的要求,计算机的内存及计算速度要非常的高,目前DNS模型还无法应用于工程数值计算,还不能解决工程实际问题。

大涡模拟(large⌝eddy simulation, LES)大涡模拟(LES)是基于网格尺度封闭模型及对大尺度涡进行直接求解N-S方程,其网格尺度比湍流尺度大,可以模拟湍流发展过程的一些细节,但其计算量仍很大,也仅用于比较简单的剪切流运动及管流。

大涡模拟的基础是:湍流的脉动与混合主要是由大尺度的涡造成的,大尺度涡是高度的非各向同性,而且随流动的情形而异。

大尺度的涡通过相互作用把能量传递给小尺度的涡,而小尺度的涡旋主要起到耗散能量的作用,几乎是各向同性的。

这些对涡旋的认识基础就导致了大涡模拟方法的产生。

Les大涡模拟采用非稳态的N-S方程直接模拟大尺度涡,但不计算小尺度涡,小涡对大涡的影响通过近似的模拟来考虑,这种影响称为亚格子Reynolds应力模型。

大多数亚格子Reynolds模型都是将湍流脉动所造成的影响用一个湍流粘性系数,既粘涡性来描述。

LES对计算机的容量和CPU的要求虽然仍然很高,但是远远低于DNS方法对计算机的要求,因而近年来的研究与应用日趋广泛。

应用Reynolds时均方程(Reynolds-averaging⌝equations)的模拟方法许多流体力学的研究和数值模拟的结果表明,可用于工程上现实可行的湍流模拟方法仍然是基于求解Reynolds时均方程及关联量输运方程的湍流模拟方法,即湍流的统观模拟方法。

fluent的空气湍流模型

fluent的空气湍流模型

fluent的空气湍流模型摘要:一、Fluent 空气湍流模型的概述二、湍流模型的类型及选择三、设置湍流模型的步骤四、影响湍流模型的因素五、如何获取较好的湍流模型模拟结果正文:Fluent 是一款广泛应用于流体动力学模拟的软件,其中的空气湍流模型是解决实际工程问题的重要工具。

本文将详细介绍Fluent 中的空气湍流模型,包括模型的类型、设置方法以及影响模拟结果的因素。

一、Fluent 空气湍流模型的概述在Fluent 中,空气湍流模型主要分为以下几种:k-ε 模型、k-ω 模型、SST 模型、大涡模拟(LES)等。

这些模型都是基于实际湍流特性进行数学建模,用以预测和分析流体流动中的复杂现象。

二、湍流模型的类型及选择在选择湍流模型时,需要考虑流动特性、雷诺数、模拟精度等因素。

例如,k-ε 模型适用于广泛范围内的流动问题,但其精度相对较低;而k-ω 模型则适用于高速、大涡占主导的流动场合。

具体模型的选择可根据实际情况和需求进行。

三、设置湍流模型的步骤在Fluent 中设置湍流模型主要包括以下步骤:1.打开Fluent 软件,创建或导入计算模型。

2.在“Meshing”模块中,设置网格类型、尺寸和数量。

3.在“Boundary Conditions”模块中,设置进口、出口、壁面等边界条件。

4.在“Turbulence”模块中,选择合适的湍流模型,并设置模型参数。

5.设置其他物理参数,如压力、速度、密度等。

6.进行模拟计算。

四、影响湍流模型的因素湍流模型的选择和设置不仅取决于流动特性,还受到以下因素的影响:1.雷诺数:雷诺数是判断流动状态的重要参数,不同湍流模型适用于不同雷诺数的流动场合。

2.边界条件:边界条件的设置会影响湍流模型的表现,尤其是壁面边界层的影响。

3.网格质量:网格质量直接影响数值模拟的准确性和稳定性,选用合适的网格类型和尺寸至关重要。

五、如何获取较好的湍流模型模拟结果1.选择合适的湍流模型:根据实际流动特性和需求,选择适合的湍流模型。

fluent的空气湍流模型

fluent的空气湍流模型

fluent的空气湍流模型摘要:1.Fluent 软件概述2.湍流模型的概述3.Fluent 中的湍流模型分类4.各类湍流模型的特点及适用范围5.如何选择合适的湍流模型6.结论正文:一、Fluent 软件概述Fluent 是一款由美国CFD 公司(Computational Fluid Dynamics)开发的计算流体动力学(CFD)软件,广泛应用于工程领域,如航空航天、能源、化工、环境等。

Fluent 可以模拟流体的层流和湍流状态,为研究流体流动提供了强大的工具。

二、湍流模型的概述湍流是指流体在高速流动时,由于粘性力的不稳定性,产生的无规则、高度混合的流动状态。

在实际工程中,大部分流体流动都处于湍流状态。

为了模拟这种复杂的流动现象,Fluent 提供了多种湍流模型供用户选择。

三、Fluent 中的湍流模型分类Fluent 中的湍流模型主要分为以下几类:1.k-ε模型:基于k-ε两方程模型,其中k 为湍流动能耗散率,ε为湍流能量耗散率。

2.k-ω模型:基于k-ω两方程模型,其中k 为湍流动能耗散率,ω为湍流旋涡耗散率。

3.SST 模型:基于Spalart-Allmaras 三维湍流模型,考虑了流场中的旋涡和湍流扩散。

4.RSM 模型:基于大涡模拟(LES)的湍流模型,考虑了湍流尺度的空间分布。

5.VOF 模型:基于体积分数(Volume of Fluid)的湍流模型,适用于两相流问题。

6.Mixture 模型:基于混合长度理论的湍流模型,适用于多相流问题。

四、各类湍流模型的特点及适用范围1.k-ε模型:计算精度较高,适用于大部分工程问题。

特别适用于湍流强度较低、流动平稳的问题。

2.k-ω模型:考虑了湍流旋涡的耗散,适用于湍流强度较高、流动剧烈的问题。

例如,涡轮机、喷气发动机等。

3.SST 模型:计算精度较高,适用于考虑湍流旋涡耗散的问题。

例如,飞机翼型、汽车尾翼等。

4.RSM 模型:适用于湍流强度较高、流动剧烈的问题,特别是具有强旋流和旋转的流体。

第3章,fluent湍流模型-1

第3章,fluent湍流模型-1

第三章,湍流模型第一节, 前言湍流流动模型很多,但大致可以归纳为以下三类:第一类是湍流输运系数模型,是Boussinesq 于1877年针对二维流动提出的,将速度脉动的二阶关联量表示成平均速度梯度与湍流粘性系数的乘积。

即:2121x u u u t ∂∂=''-μρ 3-1 推广到三维问题,若用笛卡儿张量表示,即有:ij ijj i t j i k x u xu u u δρμρ32-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=''- 3-2 模型的任务就是给出计算湍流粘性系数t μ的方法。

根据建立模型所需要的微分方程的数目,可以分为零方程模型(代数方程模型),单方程模型和双方程模型。

第二类是抛弃了湍流输运系数的概念,直接建立湍流应力和其它二阶关联量的输运方程。

第三类是大涡模拟。

前两类是以湍流的统计结构为基础,对所有涡旋进行统计平均。

大涡模拟把湍流分成大尺度湍流和小尺度湍流,通过求解三维经过修正的Navier-Stokes 方程,得到大涡旋的运动特性,而对小涡旋运动还采用上述的模型。

实际求解中,选用什么模型要根据具体问题的特点来决定。

选择的一般原则是精度要高,应用简单,节省计算时间,同时也具有通用性。

FLUENT 提供的湍流模型包括:单方程(Spalart-Allmaras )模型、双方程模型(标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现(Realizable)κ-ε模型)及雷诺应力模型和大涡模拟。

湍流模型种类示意图包含更多 物理机理每次迭代 计算量增加提的模型选RANS-based models第二节,平均量输运方程雷诺平均就是把Navier-Stokes 方程中的瞬时变量分解成平均量和脉动量两部分。

对于速度,有:i i i u u u '+= 3-3其中,i u 和i u '分别是平均速度和脉动速度(i=1,2,3)类似地,对于压力等其它标量,我们也有:φφφ'+= 3-4 其中,φ表示标量,如压力、能量、组分浓度等。

(完整word版)fluent湍流模型 总结

(完整word版)fluent湍流模型 总结

一般来说,DES和LES是最为精细的湍流模型,但是它们需要的网格数量大,计算量和内存需求都比较大,计算时间长,目前工程应用较少。

S-A模型适用于翼型计算、壁面边界层流动,不适合射流等自由剪切流问题。

标准K-Epsilon模型有较高的稳定性、经济性和计算精度,应用广泛,适用于高雷诺数湍流,不适合旋流等各相异性等较强的流动。

RNG K-Epsilon模型可以计算低雷诺数湍流,其考虑到旋转效应,对强旋流计算精度有所提供。

Realizable K-Epsilon模型较前两种模型的有点是可以保持雷诺应力与真实湍流一致,可以更加精确的模拟平面和圆形射流的扩散速度,同时在旋流计算、带方向压强梯度的边界层计算和分离流计算等问题中,计算结果更符合真实情况,同时在分离流计算和带二次流的复杂流动计算中也表现出色。

但是此模型在同时存在旋转和静止区的计算中,比如多重参考系、旋转滑移网格计算中,会产生非物理湍流粘性。

因此需要特别注意。

专用于射流计算的Realizable k-ε模型。

标准K-W模型包含了低雷诺数影响、可压缩性影响和剪切流扩散,适用于尾迹流动、混合层、射流、以及受壁面限制的流动附着边界层湍流和自由剪切流计算。

SST K-W模型综合了K-W模型在近壁区计算的优点和K-Epsilon模型在远场计算的优点,同时增加了横向耗散导数项,在湍流粘度定义中考虑了湍流剪切应力的输运过程,适用更广,可以用于带逆压梯度的流动计算、翼型计算、跨声速带激波计算等。

雷诺应力模型没有采用涡粘性各向同性假设,在理论上比前面的湍流模型要精确的多,直接求解雷诺应力分量(二维5个,三维7个)输运方程,适用于强旋流动,如龙卷风、旋流燃烧室计算等。

!!!!!所以在选择湍流模型时要注意各个模型是高雷诺数模型还是低雷诺数模型,前者采用壁面函数时,应该避免使用太好(对壁面函数方法)或太粗劣(对增强函数处理方法)的网格。

而对于低雷诺数模型,壁面应该有好的网格。

中科大FLUENT讲稿_第三章_湍流模型

中科大FLUENT讲稿_第三章_湍流模型

第三章,湍流模型第一节, 前言湍流流动模型很多,但大致可以归纳为以下三类:第一类是湍流输运系数模型,是Boussinesq 于1877年针对二维流动提出的,将速度脉动的二阶关联量表示成平均速度梯度与湍流粘性系数的乘积。

即:2121x u u u t ∂∂=''-μρ 3-1 推广到三维问题,若用笛卡儿张量表示,即有:ij ijj i t j i k x u xu u u δρμρ32-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=''- 3-2 模型的任务就是给出计算湍流粘性系数t μ的方法。

根据建立模型所需要的微分方程的数目,可以分为零方程模型(代数方程模型),单方程模型和双方程模型。

第二类是抛弃了湍流输运系数的概念,直接建立湍流应力和其它二阶关联量的输运方程。

第三类是大涡模拟。

前两类是以湍流的统计结构为基础,对所有涡旋进行统计平均。

大涡模拟把湍流分成大尺度湍流和小尺度湍流,通过求解三维经过修正的Navier-Stokes 方程,得到大涡旋的运动特性,而对小涡旋运动还采用上述的模型。

实际求解中,选用什么模型要根据具体问题的特点来决定。

选择的一般原则是精度要高,应用简单,节省计算时间,同时也具有通用性。

FLUENT 提供的湍流模型包括:单方程(Spalart-Allmaras )模型、双方程模型(标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现(Realizable)κ-ε模型)及雷诺应力模型和大涡模拟。

湍流模型种类示意图包含更多 物理机理每次迭代 计算量增加提供RANS-based models第二节,平均量输运方程雷诺平均就是把Navier-Stokes 方程中的瞬时变量分解成平均量和脉动量两部分。

对于速度,有:i i i u u u '+= 3-3其中,i u 和i u '分别是平均速度和脉动速度(i=1,2,3)类似地,对于压力等其它标量,我们也有:φφφ'+= 3-4 其中,φ表示标量,如压力、能量、组分浓度等。

Fluent湍流模型

Fluent湍流模型

Fluent湍流模型1Laminar(层流)似乎和流体力学中讲的一样……2Spalar-Allmaras(1-eqn):针对动力漩涡粘性;对应一组新的方程,不用计算和剪切应力厚度相关的长度尺寸。

适用于航空领域,壁面束缚流动;也应用于透平机械。

在FLUENT中,Spalart-Allmaras 模型用在网格划分的不是很好时。

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。

3k-ε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。

它是个半经验的公式,是从实验现象中总结出来的。

标准k-ε(standard)改进RNG k-ε模型和带旋流k-ε模型。

3.1RNG k-ε模型(RNG)RNG模型在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理论为湍流Prandtl数提供了一个解析公式,然而标准k-e 模型使用的是用户提供的常数。

然而标准k-e模型是一种高雷诺数的模型,RNG理论提供了一个考虑低雷诺数流动粘性的解析公式。

3.2带旋流修正的k-ε模型(realizable)The realizable k-εmodel isrecommended in cases where flow separation around sharp corners or overbluffbodies can be expected.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;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。

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第十章湍流模型本章主要介绍Fluent所使用的各种湍流模型及使用方法。

各小节的具体内容是:10.1 简介10.2 选择湍流模型10.3 Spalart-Allmaras 模型10.4 标准、RNG和k-e相关模型10.5 标准和SST k-ω模型10.6 雷诺兹压力模型10.7 大型艾迪仿真模型10.8 边界层湍流的近壁处理10.9 湍流仿真模型的网格划分10.10 湍流模型的问题提出10.11 湍流模型问题的解决方法10.12 湍流模型的后处理10.1 简介湍流出现在速度变动的地方。

这种波动使得流体介质之间相互交换动量、能量和浓度变化,而且引起了数量的波动。

由于这种波动是小尺度且是高频率的,所以在实际工程计算中直接模拟的话对计算机的要求会很高。

实际上瞬时控制方程可能在时间上、空间上是均匀的,或者可以人为的改变尺度,这样修改后的方程耗费较少的计算机。

但是,修改后的方程可能包含有我们所不知的变量,湍流模型需要用已知变量来确定这些变量。

FLUENT 提供了以下湍流模型:·Spalart-Allmaras 模型·k-e 模型-标准k-e 模型-Renormalization-group (RNG) k-e模型-带旋流修正k-e模型·k-ω模型-标准k-ω模型-压力修正k-ω模型-雷诺兹压力模型-大漩涡模拟模型10.2 选择一个湍流模型不幸的是没有一个湍流模型对于所有的问题是通用的。

选择模型时主要依靠以下几点:流体是否可压、建立特殊的可行的问题、精度的要求、计算机的能力、时间的限制。

为了选择最好的模型,你需要了解不同条件的适用范围和限制这一章的目的是给出在FLUENT中湍流模型的总的情况。

我们将讨论单个模型对cpu 和内存的要求。

同时陈述一下一种模型对那些特定问题最适用,给出一般的指导方针以便对于你需要的给出湍流模型。

10.2.1 雷诺平均逼近vs LES在复杂形体的高雷诺数湍流中要求得精确的N-S方程的有关时间的解在近期内不太可能实现。

两种可选择的方法用于把N-S方程不直接用于小尺度的模拟:雷诺平均和过滤。

两种方法都介绍了控制方程的附加条件,这些条件用于使模型封闭(封闭意味着有足够的方程来解所有的未知数。

) 对于所有尺度的湍流模型,雷诺平均N-S 方程只是传输平均的数量。

找到一种可行的平均流动变量可以大大的减少计算机的工作量。

如果平均流动是稳态的,那么控制方程就不必包含时间分量,并且稳态状态解决方法会更加有效。

甚至在暂态过程中计算也是有利的,因为时间步长在平均流动中取决于全局的非稳态。

雷诺平均逼近主要用于实际工程计算中,还有使用的模型比如Spalart-Allmaras ,k-e 系列,k-ω系列和RSM 。

LES 提供了一种方式,让依靠时间尺度模拟的大边界计算问题可以利用一系列的过滤方程。

对于解确切的N-S 方程,过滤是一种必要的方法,用于改变比过滤法尺度小的边界,通常用于网格大小。

和雷诺平均一样,过滤法加入了未知的变量,必须模拟出来以便方程能够封闭。

必须强调的是LES 应用于工业的流产模拟还处于起步阶段。

回顾近期的出版物,典型的方法已经用于简单的几何形体。

这主要是因为解决含有能量的湍流漩涡需要大量的计算机资源。

很多成功的LES 模型已经用于高度空间的离散化,而且花了很多精力来解决尺度比惯性附属区域大的方面。

在中间流中用LES 降低精度的方法没有很多的资料。

另外,用LES 解决平板问题还需要进一步的证实。

作为一个一般性的介绍,在这里推荐一般的湍流模型用雷诺平均对于实际的计算是十分有用的。

在10.7中将会详细介绍的LES 逼近,对你十分有用,如果你的计算机能力很强大或者有意更新你的计算机的话。

这一章余下的部分将会介绍选择雷诺平均逼近模型。

10.2.2 雷诺平均 在雷诺平均中,在瞬态N-S 方程中要求的变量已经分解位时均常量和变量。

以速度为例: )12.10('-+= i i i u u u这里i u 和'i u 时时均速度和波动分量。

相似的,像压力和其它的标量)22.10('-+= i i i φφφ这里φ表示一个标量如压力,动能,或粒子浓度。

用这种形式的表达式把流动的变量放入连续性方程和动量方程并且取一段一段时间的平均,这样可以写成一下的形式:方程10.2-3和10.2-4称为雷诺平均N-S方程。

它和瞬态雷诺方程又相同的形式,速度和其它的变量表示成为了其时均形式。

由于湍流造成的附加的条件现在表现出来了。

这些雷诺压力,必须被模拟出来以便使方程10.2-4封闭。

对于变密度的流体,方程10.2-3和10.2-4认为是Favre平均N-S方程,速度表示为了平均值。

这样,方程10.2-3和10.2-4可以应用于变密度的流体。

10.2.3Boussinesq逼近VS 雷诺压力转化模型对于湍流模型,雷诺平均逼近要求在方程10.2-4的雷诺压力可以被精确的模拟。

一般的方法利用Boussinesq假设把雷诺压力和平均速度梯度联系起来:Boussinesq假设使用在Spalart-Allmaras模型、k-e模型和k-ω模型中。

这种逼近方法好处是对计算机的要求不高。

在Spalart-Allmaras模型中只有一个额外的方程要解。

k-e模型和k-ω模型中又两个方程要解。

Boussinesq假设的不足之处是假设u t是个等方性标量,这是不严格的。

可选的逼近,在RSM中,是用来解决在方程中的雷诺压力张量。

另外要加一个方程。

这就意味着在二维流场中要加五个方程,而在三维方程中要加七个方程。

在很多情况下基于Boussinesq假设的模型很好用,而且计算量并不是很大。

但是RSM 模型对于对层流有主要影响的各向异性湍流的状况十分适用。

10.2.4The Spalart-Allmaras模型对于解决动力漩涡粘性,Spalart-Allmaras模型是相对简单的方程。

它包含了一组新的方程,在这些方程里不必要去计算和剪应力层厚度相关的长度尺度。

Spalart-Allmaras模型是设计用于航空领域的,主要是墙壁束缚流动,而且已经显示出和好的效果。

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。

再有,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。

想知道数值误差的具体情况请看5.1.2。

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。

在FLUENT 中,标准k-e模型自从被Launder and Spalding提出之后,就变成工程流场计算中主要的工具了。

适用范围广、经济、合理的精度,这就是为什么它在工业流场和热交换模拟中有如此广泛的应用了。

它是个半经验的公式,是从实验现象中总结出来的。

由于人们已经知道了k-e模型适用的范围,因此人们对它加以改造,出现了RNG k-e模型和带旋流修正k-e模型10.2.6RNG k-ε模型RNG k-e模型来源于严格的统计技术。

它和标准k-e模型很相似,但是有以下改进:·RNG模型在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理论为湍流Prandtl数提供了一个解析公式,然而标准k-e模型使用的是用户提供的常数。

·然而标准k-e模型是一种高雷诺数的模型,RNG理论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模型带旋流修正的k-e模型是近期才出现的,比起标准k-e模型来有两个主要的不同点。

·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-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。

标准k-e模型的一个变形是SST k-ω模型,它在FLUENT中也是可用的,将在10.2.9中介绍它。

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。

为了达到此目的,k-e模型变成了k-ω公式。

SST k-ω模型和标准k-ω模型相似,但有以下改进:·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。

·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。

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