首页
发现
课程
培训
文章
案例
问答
需求
服务
行家
赛事
热门搜索
发布
消息
注册
|
登录
首页
/
文章
/
详情
湍流建模|06雷诺应力模型
BB学长
1年前
浏览1821
关注
导读
:介绍雷诺应力模型Reynolds Stress Models (RSM)-上。
RSM的动机
在RANS方程中,直接将雷诺应力张量作为附加的未知量
:
基于涡流粘度假设求解雷诺应力:
涡粘模型具有以下特点:
非常简单的模型
应力与应变之间的线性关系
雷诺应力和应变率张量通常不对齐
很好预测剪切流动(一个主要的剪切应力边界层,混合层,射流),但对复杂的流动相互作用有局限性
但在三维中,非平衡效应在流动中很重要时,涡粘性假设就失去了合理性:
具有强烈曲率和涡流(例如水力旋流器)
通过二次运动在角落中流动
复杂的三维相互作用流
RSM模型直接求解雷诺应力的输运方程
RSM的研究方法
雷诺应力的精确输运方程的推导
额外的高阶项出现在精确的方程中→建模要求
雷诺应力模型求解了流体中每个雷诺应力的输运方程,以及e或w的方程(7个方程)
雷诺应力被直接插入到动量方程中
形式上,对于每一个额外的标量,例如温度——同样需要添加一个3个通量方程——所有水平上的二阶矩封闭
RSM计算量很大:
需要求解更多的方程
比涡粘模型鲁棒性更差
可能具有更高的通用性和更好的准确性
RSM方程推导
将波动速度
、
分别乘上
、
:
将上述方程合并,并取时间平均,则得到精确的雷诺应力输运方程:
压力应变项
不同雷诺应力模型的区别就在于压力应变项的表述。
压力应变项可以重新表述为两个积分项。第一项只包含波动分量,第二项取决于平均流速梯度;
这两个项被称为
快项
和
慢项
:
;快项之所以得名,是因为它依赖于平均流速梯度,因此对这些梯度的变化反应迅速,而慢项则不是,它需要湍流积累时间来进行调整;
这两个项有多种不同形式的模型,很大程度上定义了雷诺应力模型。通常会在简化和应用之间做一些取舍:
过于简单的模型可能会错过一些更重要的物理现象。
过于复杂的公式可能很难校准,甚至更难用数值方法求解。
保留的两个模型分别是:
Launder-Reece and Rodi (LLR)
Speziale-Sarkar-Gatski (SSG)
慢项
慢压力应变相关项倾向于将雷诺应力分量之间的湍流能量转向各向同性。因此,它通常用各向异性张量来表示:
在工程模型中,通常使用慢项:
最简单的模型,如 Launder-Reece-Rodi (LLR),只使用线性(𝐶𝑠1)项;
更复杂的模型,如 Speziale-Sarkar-Gatski (SSG),也包括非线性项(𝐶𝑠2)。
快项
快项是速度波动和雷诺应力的相互作用;
快速压力应变相关项取决于平均流速梯度:
在这个方程中𝑃=0.5
中,其中
为雷诺应力的产生项,
为平均应变率张量,
为涡度张量
散度项
散度项的特征是这些项是在一个微分算子下;
这一项最简单的模型是:
这个项将
从数值上的高水平转移到低水平(类似于传热算符);
有更复杂的形式,但它们在工业条件下往往不稳定(不稳健).
湍流耗散项
这个项与k方程中的耗散项非常相似。事实上,通过对其指数(收缩)的求和,k方程中的耗散项出现了;
这个项的张量形式简化为:
这个模型项只作用于雷诺应力的对角线元素,并总结为k-方程中的耗散𝜀;
由于耗散项𝜀出现在RSM的几个项中,因此𝜀的方程也需要求解(或者𝜔方程使用关系式𝜀=𝐶𝜇𝑘)。
标准雷诺应力模型
Fluent中的标准雷诺应力模型是基于
方程。
具有各向同性公式的雷诺应力输运微分方程为:
为压力-应变相关性,
为生产项。
由于湍流耗散出现在单个应力方程中,需要
的方程,具有各向同性公式的方程为:
来源:BB学长
登录后免费查看全文
立即登录
Fluent
非线性
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
关注
获赞 103
粉丝 196
文章 178
课程 1
点赞
收藏
0/200
清空
提交
还没有评论
课程
培训
服务
行家
2022仿真知识周:聚惠大咖,科学充电,探索仿真人的知识体系(回放)
395-液压管路系统流固耦合预应力模态仿真有声视频教程WORKBENCH2020R1
2023电机设计仿真技术交流月:油冷、永磁无刷、直线、盘式、三相感应 和新能源电机系列讲座
219/410-织构化端面机械密封仿真有声解说教程Wb-SCDM-AM/ICEM-FLEUNT
相关推荐
404#U形地埋管(地源热泵)换热FLUENT仿真手把手零基础入门进阶有声解说教程
FLUENT螺旋槽干气密封流场/结构仿真流固耦合零基础入门到精通有声解说教程(#351)
279#FLUENT精典案例-考虑地下水渗流作用下的地源热泵竖直双 U 地埋管群传热特性仿真
Abaqus-UMAT-各向同性硬化弹塑性umat理论推导与编程实例讲解
最新文章
Fluent入门验证案例 |超音速流动中的激波反射仿真
电阻,欧姆定律中的导体!
『开关电源搞得好,电路稳定少不了!』谈谈开关电源的电磁兼容设计
下一代动力电池技术路线深度分析!
两机叶片丨深度报告:航空发动机涡轮叶片材料的使用与发展方向
热门文章
通用/泛亚/蔚来/弗迪/上海电驱动等百位新能源专家确认发言,易贸三电活动6月苏州见
仿真秀需求交易模块介绍
2024仿真秀618学习狂欢课程特惠大放送
CFDPro雾化仿真 | 专为雾化过程与液滴属性研究设计的仿真模块
IAV:采用移动粒子半隐式(MPS)方法模拟电机中的自由流动冷却液的技术
其他人都在看
2024第四届中国算力之都·宁夏 工程仿真大赛CAE网格赛道【赛事通知】
锂离子电池生产现场异物管控
故障诊断实验台 | BTS100轴承寿命预测故障实验台(16.8w)
固态电池碾压油车,轻松突破1000公里,石油税收大窟窿谁来填?
高压条件下的氢气渗透及暴露聚乙烯的破坏-高压氢气装置用高分子材料的性能
VIP会员
学习计划
福利任务
下载APP
联系我们
微信客服
联系客服
人工服务时间为周一至周五的9:30-19:30
非工作时间请在微信客服留言
客服热线:
4000-969-010
邮箱:
service@fangzhenxiu.com
地址:
北京市朝阳区莱锦创意园CN08座
帮助与反馈
返回顶部