几种湍流模型-9页

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1、处理湍流的模子总计就是那几个方程，Fluent又从工程和数值的角度停止了整理，下面就是这些湍流模子的详细说明.之袁州冬雪创作FLUENT提供了以下湍流模子：·Spalart-Allmaras模子·k-e模子－尺度k-e模子－Renormalization-group(RNG)k-e模子－带旋流修正k-e模子·k-ω模子－尺度k-ω模子－压力修正k-ω模子雷诺兹压力模子大漩涡摹拟模子几个湍流模子的比较：从计算的角度看Spalart-Allmaras模子在FLUENT中是最经济的湍流模子，虽然只有一种方程可以解.由于要解额外的方程，尺度k

2、-e模子比Spalart-Allmaras模子耗费更多的计算机资源.带旋流修正的k-e模子比尺度k-e模子稍微多一点.由于节制方程中额外的功能和非线性，RNGk-e模子比尺度k-e模子多消耗10～15%的CPU时间.就像k-e模子，k-ω模子也是两个方程的模子，所以计算时间相同.比较一下k-e模子和k-ω模子，RSM模子因为思索了雷诺压力而需要更多的CPU时间.然而高效的程序大大的节俭了CPU时间.RSM模子比k-e模子和k-ω模子要多耗费50～60%的CPU时间，还有15～20%的内存.除了时间，湍流模子的选择也影响FLUENT的计

3、算.比方尺度k-e模子是专为轻微的分散设计的，然而RNGk-e模子是为高张力引起的湍流粘度降低而设计的.这就是RNG模子的缺点.同样的，RSM模子需要比k-e模子和k-ω模子更多的时间因为它要结合雷诺压力和层流.概念：1.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为时均常量和变量.相似的，像压力和其它的标量这里暗示一个标量如压力，动能，或粒子浓度.2.Boussinesq迫近从雷诺压力转化模子：操纵Boussinesq假设把雷诺压力和平均速度梯度接洽起来：Boussinesq假设使用在Spalart-Allmaras

4、模子、k-e模子和k-ω模子中.这种迫近方法好处是对计算机的要求不高.在Spalart-Allmaras模子中只有一个额外的方程要解.k-e模子和k-ω模子中又两个方程要解.Boussinesq假设的缺乏之处是假设ut是个等方性标量，这是不严格的.1．Spalart-Allmaras模子（1equ）：方程是：这里Gv是湍流粘度生成的，Yv是被湍流粘度消去，发生在近壁区域.S~是用户定义的.注意到湍活动能在Spalart-Allmaras没有被计算，但估计雷诺压力时没有被思索.特点：1）.Spalart-Allmaras模子是设计用于航

5、空范畴的，主要是墙壁束缚活动，而且已经显示出和好的效果.2）.在原始形式中Spalart-Allmaras模子对于低雷诺数模子是十分有效的，要求鸿沟层中粘性影响的区域被适当的处理.3）.不克不及依靠它去预测平均衰退，各向同性湍流.还有要注意的是,单方程的模子常常因为对长度的不敏感而受到批评，例如当活动墙壁束缚变成自由剪切流.2．k-e模子（2equ）：2.1、尺度k-e模子的方程湍活动能方程k，和分散方程e：方程中Gk暗示由层流速度梯度而发生的湍活动能，计算方法在10.4.4中有先容.Gb是由浮力发生的湍活动能，10.4.5中有先容，

6、YM由于在可压缩湍流中，过渡的分散发生的动摇，10.4.6中有先容，C1，C2，C3，是常量，σk和σe是k方程和e方程的湍流Prandtl数，Sk和Se是用户定义的.特点：尺度k-e模子自从被LaunderandSpalding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摹拟中有如此广泛的应用了.它是个半经历的公式，是从实验现象中总结出来的.2.2、RNGk-e模子（2equ）：RNGk-e模子的方程Gk是由层流速度梯度而发生的湍活动能，10.4.4先容了计算方法，Gb是

7、由浮力而发生的湍活动能，10.4.5先容了计算方法，YM由于在可压缩湍流中，过渡的分散发生的动摇，10.4.6中有先容，C1，C2，C3，是常量，ak和ae是k方程和e方程的湍流Prandtl数，Sk和Se是用户定义的.RNG和尺度k-e模子的区别在于：这里特点：RNGk-e模子来历于严格的统计技术.它和尺度k-e模子很相似，但是有以下改进：·RNG模子在e方程中加了一个条件，有效的改善了精度.·思索到了湍流漩涡，提高了在这方面的精度.·RNG实际为湍流Prandtl数提供了一个解析公式，然而尺度k-e模子使用的是用户提供的常数.·然

8、而尺度k-e模子是一种高雷诺数的模子，RNG实际提供了一个思索低雷诺数活动粘性的解析公式.这些公式的效用依靠正确的对待近壁区域这些特点使得RNGk-e模子比尺度k-e模子在更广泛的活动中有更高的可托度和精度.1.带旋流修