湍流模型的适用性和最佳实践

    目前在STAR-CCM+中有四大类 RANS 湍流模型，对湍流模型的适用性进行介绍。

• Spalart-Allmaras模型对于边界层大部分附着且分离轻微的应用是一个不错的选择，典型的例子是在机翼、机身或其他航空航天外流应用上的流动。RANS方程的Spalart-Allmaras模型不适用于以自由剪切层为主的流动、发生复杂再循环（尤其是传热）或自然对流的流动。

• K-Epsilon模型在稳健性、计算成本和准确性之间提供了良好的折衷，它们通常非常适合包含复杂再循环（有或没有热传递）的工业类型应用。

• K-Omega模型与K-Epsilon模型的相似之处在于求解了两个传输方程，但在第二个传输湍流变量的选择上有所不同。性能差异可能是模型中细微差异的结果，而不是所捕获物理的更高程度的复杂性。这些模型在航空航天工业中的应用最为广泛。因此，建议将它们作为Spalart-Allmaras模型的替代品，用于类似类型的应用。

• 雷诺应力传递模型是STAR-CCM+中提供的最复杂且计算成本最高的RANS模型。它们被推荐用于湍流强烈各向异性的情况，例如旋风分离器中的旋流。

• 建议将尺度解析混合 (SRH)模型用于时间相关的流动模拟。在精细网格和时间步长较小的情况下，SRH方法允许K-Omega模型或K-Epsilon模型切换到LES模式并解析大尺度湍流结构的非定常信息。

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    湍流模型最佳实践

    为比较不同湍流模型的计算效果，采用MarkII叶片，计算了不同湍流模型叶身中截面的温度，并与实验结果进行了对比，可以看出SST k-omega模型计算结果与试验结果最为接近。