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湍流建模|06雷诺应力模型-下

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导读:介绍雷诺应力模型Reynolds Stress Models (RSM)-下。

标准雷诺应力模型      

     
  • LRR
    • 简单的版本,较不准确,但更稳定;
    • 在粘性模型中选择线性压力应变;
    • 可使用EWT壁面函数。
  • SSG
    • 比LRR更准确,尤其是对于旋流流;
    • 在粘性模型中选择二次压力应变;
    • 与EWT不兼容,请使用可伸缩壁面函数。
雷诺应力-w模型      

     
  • 压力-Omega模型
    • 基于LRR模型,用      方程代替该方程
  • 压力-BSL模型
    • 求解了BSLk-w模型的尺度方程,消除了用 压力-Omega模型观察到的自由运动敏感性;
    • 使用与压力-Omega模型相同的压力-应变相关性,但没有低雷诺数修正项;
  • 这两个模型都是基于w-方程的,其相互关系与双方程k-w和BSL模型相同;
  • 优点:更准确的近壁处理。
应用场景      

     
  • 具有强各向异性的自由剪切流动,如强旋流分量,包括旋转流体中的流动;
  • 随平均应变率的突然变化而产生的流量;
  • 具有强流线曲率的流动;
  • 二次流;
  • 浮力流;
  • 应变场复杂的流动,并重现湍流本身的各向异性性质。
雷诺应力模型的特点      

     
  • RSM模型建立了六个雷诺应力项的偏微分方程。允许各向异性。
  • 优势:
    • 基础的经典湍流模型更为通用;
    • 只需要初始值/边界值;
    • 非常精确的平均流动特性和所有雷诺应力的计算。
  • 不足:
    • 相对于涡旋粘度模型的鲁棒性受损;
    • 计算成本高(7个额外的方程式);
    • 没有像k-epsilon和混合长度模型被广泛验证;
    • 在某些流动(轴对称射流、不受限制的再循环流动)中,其表现与k-epsilon一样差。
显式代数雷诺应力模型      

     
  • 显式代数雷诺应力模型(EARSM)允许将当前的BSL模型扩展到额外的流动效应(Fluent的beta):
    • 具有流线曲率和系统旋转的流动;
    • 二次流;
    • 浮力流;
  • EARSM不会形成雷诺应力方程,而是形成各向异性方程:

存在问题:假设各向异性张量的对流项为零,会消除雷诺应力模型中的曲率校正项,模型就会缺少流线曲率和选择的灵敏度,必须重新引入一个曲率项。如上图的第二项。

这样做的好处是可以获得角区流和二次流。

来源:BB学长
Fluent湍流通用
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-24
最近编辑:1年前
BB学长
硕士 | 研发工程师 公众号BB学长 知乎BB学长
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