第10章 湍流模型(4)

2020-12-16 10:01

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 10.2.6

RNG k-e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。

带旋流修正的 k-e模型

10.2.7

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


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