中 国 科 学 技 术 大 学 FLUENT 讲 义 ： 第 三 章 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 Bou ssinesq 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 ： 2121xuuut 3－ 1 推 广 到 三 维 问 题 ， 若 用 笛 卡 儿 张 量 表 示 ， 即 有 ： ijijjitjikxuxuuu32 3－ 2 模 型 的 任 务 就 是 给 出 计 算 湍 流 粘 性 系 数t 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Nav ier-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 Zero-Equation Models One-Equation Models Spalart-Allmaras Two-Equation Model...
