对Fluent湍流模型的认识.doc

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TheSpalart-Allmaras模型对于解决动力漩涡粘性,Spalart-Allmaras模型是相对简单的方程。它包含了一组新的方程,在这些方程里不必要去计算和剪应力层厚度相关的长度尺度。Spalart-Allmaras模型是设计用于航空领域的,主要是墙壁束缚流动,而且已经显示出和好的效果。在透平机械中的应用也愈加广泛。在原始形式中Spalart-Allmaras模型对于低雷诺数模型是十分有效的,要求边界层中粘性影响的区域被适当的解决。在FLUENT中,Spalart-Allmaras模型用在网格划分的不是很好时。这将是最好的选择,当精确的计算在湍流中并不是十分需要时。再有,在模型中近壁的变量梯度比在k-e模型和k-ω模型中的要小的多。这也许可以使模型对于数值的误差变得不敏感。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*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。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RNGk-e模型和带旋流修正k-e模型RNGk-e模型RNGk-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*正确的对待近壁区域这些特点使得RNGk-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RNGk-e模型都显现出比标准k-e模型在强流线弯曲、漩涡和旋转有更好的表现。由于带旋流修正的k-e模型是新出现的模型,所以现在还没有确凿的证据表明它比RNGk-e模型有更好的表现