【湍流】fluent中湍流模型的基本原理（2）

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了混合RANS-LES公式和湍流模型的基本原理。混合RANS-LES公式通过调整涡流粘度实现RANS和LES的切换，无需改变动量方程。湍流模型包括Boussinesq假设和雷诺应力传输模型(RSM)。Boussinesq假设简单且计算成本低，但假设湍流粘度为各向同性标量，适用于剪切流。RSM求解雷诺应力张量各分量的传输方程，计算开销大但适用于高旋流和应力驱动的二次流。

注：以下内容来自fluent theory guide。 

01—Hybrid RANS-LES Formulations（混合RANS-LES公式）

Boussinesq假设用于Spalart-Allmaras模型,k-ε模型和k -ω模型。这种方法的优点是与计算湍流粘度相关的计算成本相对较低。在Spalart-Allmaras模型中，仅求解了一个附加的传输方程(表示湍流粘度)。k-ε和k-ω模型的情况下,两个额外的传输方程(湍流动能和湍流耗散率,或指定的耗散率)被求解，μ_t作为k和ε或k和ω的函数被计算。Boussinesq假设的缺点是它假设μ_t是一个各向同性的标量,这并不完全正确。各向同性湍流粘度的假设通常适用于只有一个湍流剪应力主导的剪切流。这覆盖了许多流动，如壁面边界层、混合层、射流等等。

RSM中体现的另一种方法是求解雷诺应力张量中每一项的传输方程。还需要一个附加的（通常是ε或ω）尺度决定方程。这意味着在二维流动中需要五个附加输运方程，而在三维流动中需要七个附加输运方程。

在许多情况下，基于Boussinesq假设的模型表现很好，雷诺应力模型的额外计算开销是不必要的。然而，在湍流的各向异性对平均流有显著影响的情况下，RSM显然是优越的。这种情况包括高旋流和应力驱动的二次流。