《基础湍流》课件.pptVIP

*****************************Reynolds应力模型Reynolds应力模型（RSM）是一种高阶湍流模型，它直接求解Reynolds应力的输运方程，而不是像两方程模型那样通过Boussinesq假设进行简化。RSM能够更准确地模拟复杂的湍流现象，如旋转流动和二次流动，但计算量也更大。本节将深入探讨RSM的原理、求解方法以及适用范围。通过学习，您将能够理解RSM的优势和局限性，并掌握其应用技巧。直接求解1复杂湍流2高计算量3壁面处理在湍流模拟中，壁面附近的流动具有很强的速度梯度，需要进行特殊的处理。常用的壁面处理方法包括对数壁函数、二层模型以及直接求解近壁区流动。选择合适的壁面处理方法可以提高湍流模拟的精度。本节将分别介绍这三种常用的壁面处理方法，并分析其适用范围和优缺点。通过学习，您将能够了解壁面处理的重要性，并掌握常用的壁面处理方法。1直接求解2二层模型3对数壁函数对数壁函数对数壁函数是一种常用的壁面处理方法，其基本思想是在近壁区假设速度分布满足对数规律，从而避免直接求解近壁区的流动。对数壁函数计算简单，但精度较低，只适用于粗网格的湍流模拟。本节将详细介绍对数壁函数的原理和应用，并分析其优缺点。通过学习，您将能够理解对数壁函数的基本思想，并掌握其应用技巧。ViscousLog-lawOuterPiechartthatcomparesthedifferentregions.二层模型二层模型是一种改进的壁面处理方法，其基本思想是将近壁区分为粘性底层和对数层，分别采用不同的湍流模型进行求解。二层模型在近壁区具有较高的精度，适用于中等网格的湍流模拟。本节将详细介绍二层模型的原理和应用，并分析其优缺点。通过学习，您将能够理解二层模型的基本思想，并掌握其应用技巧。粘性底层采用低雷诺数湍流模型对数层采用对数壁函数无量纲壁距无量纲壁距y+是一种常用的衡量网格质量的指标，其定义为y+=y*ut/ν，其中y为到壁面的距离，ut为摩擦速度，ν为运动粘性系数。通常情况下，y+的值应小于1，以保证近壁区网格能够充分捕捉流动细节。本节将详细介绍无量纲壁距的定义和计算方法，并分析其对湍流模拟精度的影响。通过学习，您将能够了解无量纲壁距的重要性，并掌握其应用技巧。湍流边界层湍流边界层是指在物体表面附近形成的湍流流动区域，其特点是具有很强的速度梯度和湍流脉动。湍流边界层广泛存在于各种工程应用中，如飞机机翼、船舶表面以及管道内壁等。本节将详细介绍湍流边界层的定义、特点和分类，并分析其对流动特性的影响。通过学习，您将能够了解湍流边界层的重要性，并为其后续研究做好准备。速度梯度速度在壁面附近变化剧烈湍流脉动速度和压力等物理量随时间和空间剧烈波动湍流边界层特性湍流边界层具有许多独特的特性，如速度分布、壁面剪切应力、形状因子以及摩擦系数等。速度分布通常满足对数规律，壁面剪切应力反映了流动对壁面的作用力，形状因子反映了速度分布的形状，摩擦系数反映了壁面的阻力大小。本节将逐一介绍湍流边界层的各种特性，并分析其物理意义。通过学习，您将能够深刻理解湍流边界层的内在机制，为其后续研究提供理论指导。速度分布对数规律壁面剪切应力流动对壁面的作用力形状因子速度分布的形状湍流边界层方程湍流边界层方程是对Navier-Stokes方程进行简化后得到的，适用于描述湍流边界层内的流动。湍流边界层方程可以用来求解速度分布、壁面剪切应力以及摩擦系数等。由于湍流边界层方程仍然包含雷诺应力项，需要通过湍流模型进行封闭。本节将详细推导湍流边界层方程，并分析其适用范围和局限性。通过学习，您将能够理解湍流边界层方程的基本思想，并掌握其应用技巧。1简化对Navier-Stokes方程进行简化2求解求解速度分布、壁面剪切应力以及摩擦系数等3封闭通过湍流模型进行封闭湍流边界层计算湍流边界层计算是指利用数值方法求解湍流边界层方程，从而获得湍流边界层内的流动信息。常用的数值方法包括有限差分法、有限体积法以及有限元法。湍流边界层计算需要选择合适的湍流模型和壁面处理方法，以保证计算精度。本节将介绍湍流边界层计算的基本步骤和注意事项，并提供一些典型的湍流边界层计算案例。通过学习，您将能够掌握湍流边界层计算的基本技能，并能将其应用于实际工程问题中。网格划分对计算区域进行网格划分模型选择选择合适的湍流模型和壁面处理方法数值求解利用数值方法求解湍流边界层方程压力梯度影响压力梯度是指压力沿流动方向的变化率。压力梯度对湍流边界层的特性有重要影响。顺压梯度（压力沿流动方向降低）有利于边界层稳