[轉載]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,用于有界壁面流動的航空領域(需要較好的近壁面網格)尤其是繞流過程;該模型也可用于粗網格。

Standard k-e

雙方程模型。是默認的k-e模型,系數(shù)由經驗公式給出。只對高Re的湍流有效,包含粘性熱、浮力、壓縮性等選項

RNG k-e

標準k-e模型的變形,方程和系數(shù)來自解析解。在e方程中改善了模擬高應變流動的能力; 用來預測中等強度的旋游和低雷諾數(shù)流動

Realizable k-e

標準k-e模型的變形。用數(shù)學約束改善模型的性能。能用于預測中等強度的旋流

Standard k-w

兩個輸運方程求解k與w。對于有界壁面和低雷諾數(shù)流動性能較好,尤其是繞流問題;包含轉捩。自由剪切和壓縮性選項

SST k-w

標準k-w模型的變形。使用混合函數(shù)將標準k-e模型與k-w模型結合起來,包含了轉捩和剪切選項

Reynolds Stress

直接使用輸運方程來解出雷諾應力,避免了其它模型的粘性假設,模擬強旋流相比其它模型有明顯優(yōu)勢

模型

用法

Spalart Allmaras

計算量小,對一定復雜的邊界層問題有較好的效果

計算結果沒有被 廣泛的測試,缺少子模型

典型的應用場合為航空領域的繞流模擬

Standard k-e

應用多,計算量適中,有較多數(shù)據(jù)積累和比較高的精度

對于曲率較大和壓力梯度較強等復雜流動模擬效果欠佳

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

RNG k-e

能模擬射流撞擊、分離流、二次流和旋流等 中等復雜流動

受到渦旋粘性同性假設限制

除強旋流過程無法精確預測外,其它流動都可以使用此模型

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限制

除強旋流過程無法精確預測外,其它流動都可以使用此模型

Stand k-w

對于壁面邊界層,自由剪切流,低雷諾數(shù)流動性能較好。適合于存在逆壓力梯度時的邊界層流動,分離與轉捩

SST k-w

基本與標準k-w模型相同。由于對壁距離依賴性較強,因此不太適合于自由剪切流

Reynolds Stress

是最復雜的RANS模型。避免了同性的渦粘性假設。占用較多的CPU時間和內存。收斂較難。對于復雜3D流動適用(如彎曲管道、旋轉、旋流燃燒、旋風),尤其是強旋流運動。