《fluent湍流模型》ppt課件-文庫吧
2025-04-16 23:06 本頁面
【正文】 流動更有效，但是模型更加復(fù)雜， 計算強(qiáng)度更大， 比渦粘模型更難收斂 ijijkkijjijiij kxuxuxuuuR ????????????????????????????3232TT69 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 ? 基于量綱分析， μT 能夠由 湍流時間尺度 (或速度尺度 ) 和空間尺度來決定 ? 湍流動能 [L2/T2] ? 湍流耗散率 [L2/T3] ? 比耗散率 [1/T] ? 每種湍流模型用不同的方法計算 μT ? SpalartAllmaras ? 解模擬湍流粘性的輸運(yùn)方程 ? 標(biāo)準(zhǔn) k–ε, RNG k–ε, Realizable k–ε ? 解關(guān)于 k 和 ε的輸運(yùn)方程 . ? 標(biāo)準(zhǔn) k–ω, SST k–ω ? 解關(guān)于 k 和 ω的輸運(yùn)方程 . 計算湍流粘性 2iiuuk ???? ?ijjiji xuxuxu ?????????????k???? ???? ~fT???????? ????2kfT?????? ???? kfT610 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 SpalartAllmaras 模型 ? SpalartAllmaras 是一種低耗的求解關(guān)于改進(jìn)的渦粘輸運(yùn)方程的RANS 模型 ? 主要用于空氣動力學(xué) /渦輪機(jī)， 比如機(jī)翼上的超音速 /跨音速流動 , 邊界層流動 等等 ? 對于有壁面邊界空氣動力學(xué)流動應(yīng)用較好 ? 在有逆壓梯度的情況下給出了較好的結(jié)果 ? 在渦輪機(jī)應(yīng)用中很廣泛 ? 相對較新的模型 ? 還沒有應(yīng)用于各種復(fù)雜的工程流動 ? 對流動尺度變換較大的流動不太合適（平板射流，自由剪切流） 611 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 k–ε 湍流模型 ? 標(biāo)準(zhǔn) k–ε (SKE) 模型 ? 在工程應(yīng)用中使用最為廣泛的湍流模型 ? 穩(wěn)定而且相對精確 ? 包括可壓縮性、 浮力、 燃燒等子模型 ? 局限性 ? ε 方程包括一個 不能 在壁面上計算的項(xiàng)， 因此 必須使用壁面函數(shù) ? 在流動有強(qiáng)分離、大壓力梯度情況下結(jié)果不太準(zhǔn)確 ? RNG k–ε模型 ? k–ε 方程中 的常數(shù)通過 renormalization group 定理得到 ? 包括以下子模型 ? 解決低雷諾數(shù)下的 differential viscosity模型 ? 由解析方法得到的 Prandtl / Schmidt數(shù)的代數(shù)公式 ? 旋流修正 ? 對更復(fù)雜的剪切流來說比 SKE 表現(xiàn)更好，比如剪切流、旋渦和分離流 612 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 k–ε 湍流模型 ? Realizable k–ε (RKE) 模型 ? realizable 意味著這個模型滿足在雷諾應(yīng)力上的特定數(shù)學(xué)約束 , 與物理湍流流動一致 . ? 法向應(yīng)力為正 ? 關(guān)于 Reynolds 剪切應(yīng)力的 Schwarz’不等式 : ? 耗散率更能體現(xiàn)能量在譜空間的傳輸 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 對平面射流和圓形射流的散布率預(yù)測得更加精確 . ? 對包括旋轉(zhuǎn)、逆壓梯度下的邊界層、 分離 , 循環(huán)流動提供較好性能 ? 三種模型區(qū)別：計算湍流粘性方法不同；控制湍流擴(kuò)散的 Pr數(shù)不同；耗散項(xiàng)的形式不同 ? ? 222 jiji uuuu ???0??? jiuu613 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 k–ω 湍流模型 ? k–ω 湍流模型得到廣泛特點(diǎn)： ? 模型方程不包括在壁面上沒有定義的項(xiàng)，例如不需要壁面函數(shù)可以在壁面積分 ? 對于有壓力梯度的大范圍邊界層流動是精確穩(wěn)定的 ? FLUENT 提供 k–ω 模型下的兩個子模型 ? 標(biāo)準(zhǔn) k–ω (SKW) 模型 ? 在航天和渦輪機(jī)械領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用 ? 幾個 k–ω子模型選項(xiàng)：壓縮效果，轉(zhuǎn)錑，剪切流修正 . ? 剪切應(yīng)力輸運(yùn) k–ω (SSTKW) 模型 (Menter, 1994) ? SST k–ω 模型使用混合函數(shù)從壁面附近的標(biāo)準(zhǔn) k–ω 模型逐漸過渡到邊界層的外部的高雷諾數(shù) k–ε模型 . ? 包含修正的湍流粘性公式來解決湍流剪應(yīng)力引起的輸運(yùn)效果 614 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 雷諾應(yīng)力模型 (RSM) ? RSM 是最復(fù)合物理現(xiàn)象的模型 : 各向異性，輸運(yùn)中的雷諾應(yīng)力可以直接計算出來 ? RSM 對控制方程需要更多的建模（其中壓應(yīng)力是最關(guān)鍵和有難度的參數(shù)之一） ? RSM 比 2方程模型需要時間長且較難收斂 ? 適合有大彎曲流線、漩渦和轉(zhuǎn)動的 3維流動 ? ? ? ? ijijTijijijjikkji DFPuuuxuut ??????????????????Turbulent diffusion Stress production Rotation production Pressure Strain Dissipation Modeling required for these terms 615 169。 2022 ANSYS,
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