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【正文】 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 小結 : 湍流模型指南 ? 湍流模型選擇 ? 物理流動 ? 可用計算機資源 ? 工程需要 ? 準確性 ? 時間 ? 近壁面處理 ? 建模程序 ? 計算特征值 Re 和確定流動是否為湍流 ? 在生成網格之前估計貼體網格中心 y+ ? 從 SKE (standard kε)開始計算 ，如果需要的話，之后改成 RKE, RNG, SKW, SST 。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 示例 2 – 旋風分離器湍流 ? 40,000六面體網格單元 ? 使用高階迎風格式 ? 使用 SKE, RNG, RKE 和 RSM 模型以及標準壁面函數(shù) ? 強旋流 (Wmax = Uin) m m m Uin = 20 m/s m 633 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 示例 1 – 流過平面湍流 Inlet Outlet Wall Wall Symmetry 630 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 入口和出口邊界條件 ? 根據(jù)所選湍流模型，需要在入口或者出口給定湍流邊界條件 。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 標準壁面函數(shù)法 ? 標準壁面函數(shù) ? 動量邊界條件遵循 LaunderSpaulding 的關于壁面的法則 ? 對于能量和組分使用相同方法 ? 附加公式考慮到 k, ε, .和 ? 當流動偏離預先假定的條件時，會產生誤差 ? 例如，變化大的 ?p 或接近壁面的非平衡流動，高度蒸騰和大的體積力，低雷諾數(shù)和高速三維流動等 where 22/14/1??? ?UkCUU PP??? ?? pP ykCy 2/14/1? ?????????? ?????????yyyEyyyU f o r ln1f o r jiuu ???623 169。 RANS 湍流模型用法 620 169。避免了各向同性的渦粘假設。適合于逆壓梯度存在情況下的邊界層流動和分離、轉錑。 收到渦旋粘性各向同性假設限制。 計算結果沒有被廣泛測試，缺少子模型。 SST k–ω 標準 k–ω 模型的變形；使用混合函數(shù)將 SKW與 SKE結合起來；包含了轉錑和剪切流選項。 Standard k–ε 基于兩個輸運方程模型解出 k 和 ε.； 默認的 k–ε模型， 系數(shù)由經驗公式給出； 只對完全湍流有效；包含 粘性熱， 浮力， 壓縮性選項。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 大渦模擬 (LES) ? 過濾 NS方程中的湍流渦頻譜： ? 通過網格尺寸篩選 ? 比網格尺寸小的渦被忽略，用 subgrid scale (SGS) 建模 ? 較大尺度渦用數(shù)值方法直接求解 NS方程 ? ? ? ? ? ?tututu iii , xxx ???????????????????????????jijijjiixuxxpxuutu 1jijjijijjiixxuxxpxuutu???????????????????????????? 1Filter, Δ 修正 NS 方程 NS 方程 Subgrid Scale Resolved Scale Instantaneous ponent ? ?jijiij uuuu ????(Subgrid scale Turbulent stress) 616 169。 2022 ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary Introductory FLUENT Notes FLUENT Augr 2022 k–ε 湍流模型 ? 標準 k–ε (SKE) 模型 ? 在工程應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， 因此 必須使用壁面函數(shù) ? 在流動有強分離、大壓力梯度情況下結果不太準確 ? 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 方程封閉 ? RANS 模型能夠用下列方法封閉 ? (1) 渦
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