fluent湍流模型(5)

2019-04-02 12:14

公式10.5-24,SST模型为常数1,因此,

定义如下:

其中:

由方程10.5-46得到 正交发散项修正:

SST模型建立在标准K-?模型和标准K-?模型基础上。综合考虑,得到正交发散项方程为:

。其

模型的常数:

其他的常数与标准K-?模型的相同。 10.6 雷诺应力模型

雷诺应力模型包括用不同的流动方程计算雷诺压力,

,从而封闭的动量方程组,准

确的雷诺压力流动方程要从准确的动量方程中得到,其方法是,在动量方程中乘以一个合适的波动系数,从而得到雷诺平均数,但是在方程中还有几项不能确定,必须做一些假设,使 方程封闭。这一章,将介绍RSM及其假设 10.6-1 雷诺应力流动方程:

在这些项中,

不需要模型,而

需要建立模型

方程使方程组封闭

10.6-2 湍流扩散模型

Dily-Harlow建立了如下的梯度发散模型:

但这个方程数值稳定性不好,在FLUENT中简化为如下方程:

其中

用式10。6-3得到。

值为0。82,注意,在标准的

Lien和Leschziner用此方程在类似的平面剪切流动中得到K-?模型中,

为1.0。

10.6-3 应力应变项模型: 线形应力应变模型: 在FLUENT中经典的

的求解方法为:

其中,

为慢压力应变项,

为快应力应变项。

为壁面反射项。

计算如下,

其中

方程如下:

其中,

在公式10。6-1中给出,

壁面反射项其方程为:

主要为壁面处应力再分配,抑制应力的垂直分量,而加强平行壁面的分量,

其中其中,

为壁面处的一个单元,,d为到壁面的距离,

,k为常数0.4187。

线性压力-张力模型的低雷诺数修正

当RSM用于采用强化措施的近壁面流动时,模型需要修正,FLUENT采用这几个函数进行修正。

其中湍流雷诺数定义为

,参数A及

定义为:

为雷诺应力各项异性张量,定义为:

以上修正项在平板流动壁面强化处理时才实用。

二次压力-张力模型:

这是FLUENT提供的一个模型,它实用于许多基本的流动,包括平面流,漩涡流和轴对称流,其准确性很高,很适合工程中复杂的流动情况,也可用于粘性表面流动。其方程为:

其中

为雷诺各项异性张量,定义为:

平均张率

定义为:

平均张量旋率

定义为:

常数为:

二次压力-张力模型用于壁面反射时不需要修正,但应注意,它不适用于粘性平面流动中强化壁面处理时的情况。 10.6-4湍流的浮力影响:

浮力的方程为:

其中

为湍流的普朗特l数,值为0。85。为公式10。4-24定义的热膨胀系数。对于理

想气体,其表达式为:

10.6-5湍流动量模型

在建立动量模型时,可由雷诺压力-张量中得到:

如10。6-8节中描述的,在FLUENT中,为了获得边界条件,必须要求解出流动方程,其方程为:

其中

为用户自定义项。此方程由雷诺应力方程得到。尽管此方程在解决大

部分的流动情况时,K值主要用于边界条件。但在某些情况下,K值可由方程10。6-22得到, 其方法都是类似的。 10.6-6发散率模型 发散张量

定义为:

其中根据SARKAR模型,

是一个附加的扩散项,湍流MACH数定义为:

其中似于标准

为音速,但流体为理想气体时,这个方程很理想。发散率

方程:

的计算类


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