ANSYS FLUENT培训教材05湍流模型.ppt

例二，旋风分离器 40,000个六面体网格 高阶上风格式 使用 SKE, RNG, RKE and RSM 模型及标准壁面函数 代表性的高旋涡流 (Wmax = 1.8 Uin) 0.2 m Uin = 20 m/s 0.97 m 0.1 m 0.12 m 例二，旋风分离器 低于0.41米处的切向速度分布 总结-湍流模型指南 成功的选择湍流模型需要判断: 流动现象 计算机资源 项目要求 精度 时间 近壁面处理的选择 模拟进程 计算特征雷诺数，判断是否是湍流 如果存在转捩，考虑使用转捩模型 划分网格前，预估近壁面的y+ 除了低雷诺数流动和复杂近壁面现象（非平衡边界层）外，用壁面函数方法确定如何准备网格 以 RKE (realizable k-ε) 开始，如果需要，改用 S-A, RNG, SKW, SST 或者 v2f 对高度旋涡流动、三维、旋转流动，使用 RSM 记住目前没有一个适用于所有流动的高级模型! 模型 描述 Spalart – Allmaras 直接求解修正的湍流粘性的单方程模型，主要用于气动和封闭腔内流动，可以选择包括湍动能产生项的应变率以提高对涡流的模拟精度 Standard k–ε 求解 k 和ε的基本两方程模型，模型系数通过试验拟合得到，适合完全湍流，可以处理粘性加热、浮力、压缩性等物理现象 RNG k–ε 是标准 k–ε模型的修正，方程和系数是分析得到，主要修正了 ε 方程以提高强应变流动的模拟精度，附加的选项能帮助模拟旋涡流和低雷诺数流动 Realizable k–ε 是标准 k–ε模型的修正，可实现体现在施加数学约束，以服从提供模型性能的目标 Standard k–ω 求解 k 和 ω的两方程模型，对封闭腔流动和低雷诺数流动有优势，可以选择包括转捩、自由剪切、压缩流动 SST k–ω 是标准 k–ω模型的修正，通过使用混合函数，在近壁面处使用k–ω 模型，其他区域使用k–ε模型。也限制了湍流粘性确保 τT ~ k，包括转捩和剪切流选项，不包括压缩性选项 Reynolds Stress 直接求解输运方程，克服了其他模型的各向同性粘性的缺陷，用于高旋流。对可以选择适用剪切流的压力-应变的二次关系式flows. RANS 模型描述 RANS 模型总结 模型 总结 Spalart – Allmaras 对大规模网格，计算较经济；对三维流、自由剪切流、强分离流模拟较差，适合不太复杂的流动（准二维），如翼型、机翼、机身、导弹、船身等 Standard k–ε 稳定性好，尽管有缺陷，使用仍很广泛。对包括严重压力梯度、分离、强曲率流模拟较差，适合初始迭代，预研阶段，参数研究 RNG k–ε 适合包括快速应变的复杂剪切流、中等旋涡流动、局部转捩流（如边界层分离、钝体尾迹涡、大角度失速、房间通风等） Realizable k–ε 应用范围类似 RNG. 可能更精确和更易收敛 Standard k–ω 对封闭腔内边界层、自由剪切流、低雷诺数流模拟较好，适合有反向压力梯度和分离的复杂边界层（外气动和旋转机械），可用于转捩流动。一般预测的分离点过早。 SST k–ω 优势类似于 k–ω. 由于对壁面距离的敏感，不太适合自由剪切流 Reynolds Stress 物理上是最可靠的RANS 模型，克服了涡粘模型的各向同性假设。需要更多的CPU时间和内存，由于方程间强耦合性，收敛稍差。适合复杂三维流动，强旋流等，如旋流燃烧器，旋风分离器等 谢谢 A Pera Global Company ? PERA China That first thing to consider is whether or not you need to consider turbulence modeling at all. Basically, the types of flows can be classified as either external, internal, or natural convection, The criteria for transition to turbulent flow is different depending on the type of flow you are considering. For external/internal flows common criteria are based on Reynolds number where the length scale varies depending on the flow. For flows along a surface, the Reynolds number is based on the distance al