[轉(zhuǎn)載]閑談CFD（6）——FLUENT中常用的湍流模型

模型

描述

Spalart-Allmaras

單方程模型,直接解出修正過的湍流粘性,用于有界壁面流動(dòng)的航空領(lǐng)域(需要較好的近壁面網(wǎng)格)尤其是繞流過程;該模型也可用于粗網(wǎng)格。

Standard k-e

雙方程模型。是默認(rèn)的k-e模型,系數(shù)由經(jīng)驗(yàn)公式給出。只對(duì)高Re的湍流有效,包含粘性熱、浮力、壓縮性等選項(xiàng)

RNG k-e

標(biāo)準(zhǔn)k-e模型的變形,方程和系數(shù)來(lái)自解析解。在e方程中改善了模擬高應(yīng)變流動(dòng)的能力; 用來(lái)預(yù)測(cè)中等強(qiáng)度的旋游和低雷諾數(shù)流動(dòng)

Realizable k-e

標(biāo)準(zhǔn)k-e模型的變形。用數(shù)學(xué)約束改善模型的性能。能用于預(yù)測(cè)中等強(qiáng)度的旋流

Standard k-w

兩個(gè)輸運(yùn)方程求解k與w。對(duì)于有界壁面和低雷諾數(shù)流動(dòng)性能較好,尤其是繞流問題;包含轉(zhuǎn)捩。自由剪切和壓縮性選項(xiàng)

SST k-w

標(biāo)準(zhǔn)k-w模型的變形。使用混合函數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)k-e模型與k-w模型結(jié)合起來(lái),包含了轉(zhuǎn)捩和剪切選項(xiàng)

Reynolds Stress

直接使用輸運(yùn)方程來(lái)解出雷諾應(yīng)力,避免了其它模型的粘性假設(shè),模擬強(qiáng)旋流相比其它模型有明顯優(yōu)勢(shì)

模型

用法

Spalart Allmaras

計(jì)算量小,對(duì)一定復(fù)雜的邊界層問題有較好的效果

計(jì)算結(jié)果沒有被 廣泛的測(cè)試,缺少子模型

典型的應(yīng)用場(chǎng)合為航空領(lǐng)域的繞流模擬

Standard k-e

應(yīng)用多,計(jì)算量適中,有較多數(shù)據(jù)積累和比較高的精度

對(duì)于曲率較大和壓力梯度較強(qiáng)等復(fù)雜流動(dòng)模擬效果欠佳

一般工程計(jì)算都使用此模型,其收斂性和計(jì)算精度能滿足一般的工程計(jì)算要求,但模擬旋流和繞流時(shí)有缺陷

RNG k-e

能模擬射流撞擊、分離流、二次流和旋流等 中等復(fù)雜流動(dòng)

受到渦旋粘性同性假設(shè)限制

除強(qiáng)旋流過程無(wú)法精確預(yù)測(cè)外,其它流動(dòng)都可以使用此模型

Realizable k-e

和RNG基本一致,還可以更好的模擬圓形射流

受到渦旋粘性同性假設(shè)限制

除強(qiáng)旋流過程無(wú)法精確預(yù)測(cè)外,其它流動(dòng)都可以使用此模型

Stand k-w

對(duì)于壁面邊界層,自由剪切流,低雷諾數(shù)流動(dòng)性能較好。適合于存在逆壓力梯度時(shí)的邊界層流動(dòng),分離與轉(zhuǎn)捩

SST k-w

基本與標(biāo)準(zhǔn)k-w模型相同。由于對(duì)壁距離依賴性較強(qiáng),因此不太適合于自由剪切流

Reynolds Stress

是最復(fù)雜的RANS模型。避免了同性的渦粘性假設(shè)。占用較多的CPU時(shí)間和內(nèi)存。收斂較難。對(duì)于復(fù)雜3D流動(dòng)適用(如彎曲管道、旋轉(zhuǎn)、旋流燃燒、旋風(fēng)),尤其是強(qiáng)旋流運(yùn)動(dòng)。