第十章 湍流模型 本章主要介绍 Flu ent 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 v s 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...