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标题: 湍流（Turbulent）模型各種模式分別代表什么 [打印本页]

作者: 逍遥神 时间: 2011-5-1 08:36
标题: 湍流（Turbulent）模型各種模式分別代表什么
各位高手們，請教一下：
ICEPAK --------->Basic parameters--------->General setup中的湍流（Turbulent）模型各種模式分別代表什么意思？又分別適用于那些方面呢？謝謝！
我們求解一般默認為零方程模型（Zero equation）這個模式。

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作者: tender 时间: 2011-5-1 08:36

湍流模式理论，就是依据湍流的理论知识、实验数据或直接数值模拟结果，对Reynolds应力做出各种假设，即假设各种经验的和半经验的本构关系，从而使湍流的平均Reynolds方程封闭。随着计算流体力学的发展，湍流模式理论也有了很大的进步，有了非常丰硕的成果。从对模式处理的出发点不同，可以将湍流模式理论分类成两大类：一类称为二阶矩封闭模式，另一类称涡粘性封闭模式。
在工程湍流问题中得到广泛应用的模式是涡粘性模式。这是由Boussinesq仿照分子粘性的思路提出的
1）       零方程模式
所谓零方程模式是试图直接用平均流动物理量模化，而不引入任何湍流量（如等）。例如，Prandttl的混合长理论就是一种零方程模式：
2 ) 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

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
      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RNG k-e模型有更好的表现。但是最初的研究表明带旋流修正的 k-e模型在所有k-e模型中流动分离和复杂二次流有很好的作用。
带旋流修正的 k-e模型的一个不足是在主要计算旋转和静态流动区域时不能提供自然的湍流粘度。这是因为带旋流修正的 k-e模型在定义湍流粘度时考虑了平均旋度的影响。这种额外的旋转影响已经在单一旋转参考系中得到证实，而且表现要好于标准k-e模型。由于这些修改，把它应用于多重参考系统中需要注意。

作者: resheji 时间: 2011-5-1 08:36

2楼的回答要是都是自己写的，不是网上直接copy的，那这理论已经相当不错了。

作者: delta 时间: 2011-5-1 08:36

当然是copy的，这种问题就不应该在这问。在论坛里根本解释不清楚。如果真想了解的话，建议看一下陶文铨的《数值传热学》第九章

作者: TOTO 时间: 2011-5-1 08:36

简单说一下好理解：
工程湍流模型的核心就是求解湍流粘性，湍流粘性是从湍流涡粘模型出发，把湍流的作用效果当做粘性来处理，增加了一个未知量：湍流粘性。既然ns方程组增加了一个未知量，必须有办法封闭这个未知量（即：有几个未知量就必须有几个方程），那么无数嬲人就提出了各种湍流模型，所谓模型就意味着是一种基于假设基础上的理论。0，1，双方程湍流模型指求解湍流粘性需要增加几个方程的意思，比如普朗特混合长理论是经典的0方程模型，意思就是为求解湍流粘性不需要额外增加方程，普拉特认为湍流粘性和混合长有特定的关系，而混合长又可以通过平均量（即NS方程求解的平均速度V）及已知量直接获得。

其他的可以看任何一本流体力学教科书，我上面只是简单说一下什么叫湍流模型，湍流模型是干什么的。比较方便大家理解。

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