Fluent湍流模型简介（2）

接着Fluent湍流模型简介（1）继续介绍Fluent中的湍流模型。

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k–ε 模型

首先是标准k–ε 模型（SKE） 是在工业中应用最广泛的模型

优势在于：

模型参数通过试验数据校验过，如管流、平板流等。

对大多数应用有很好的稳定性和合理的精度。

包括适用于压缩性、浮力、燃烧等子模型。

局限性: 

对有大的压力梯度、强分离流、强旋流和大曲率流动，模拟精度 不够。

难以准备模拟出射流的传播。 

对有大的应变区域（如近分离点），模拟的k偏大。

接着是Realizable k–ε模型

该模型一般译为为可实现k–ε模型模型。标准k–ε模型在出现时均应变率特别大的情况时，有可能导致负的正应力，这种情况是不可能实现的。因此为了保证计算结果的可实现性，对正应力进行某种数学约束。其耗散率 (ε) 方程由旋涡脉动的均方差导出，这是和SKE的根本不同。

优势在于：

可以精确预测平板和圆柱射流的传播 。

对包括旋转、有大反压力梯度的边界层、分离、回流等现象有更好 的预测结果。

RNG k–ε 模型

一般称为重整化群模型，其k–ε方程中的常数是通过重正规化群理论分析得到，而不是通过试验得到的，修正了耗散率方程。但依然只对充分发展湍流有效，是高雷诺数湍流模型，对低雷诺数流动和近壁区域流动仍需特殊处理。

优势在于：

在一些复杂的剪切流、有大应变率、旋涡、分离等流动问题比 SKE 表现更好。

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k–ω模型

标准 k–ω

优势在于：

在粘性子层中，使用稳定性更好的低雷诺数公式。

k–ω包含几个子模型：压缩性效应，转捩流动和剪切流修正 。

对反压力梯度流模拟的更好。

对自由来流条件更敏感。

在气动和旋转机械领域应用较多。

Shear Stress Transport k–ω (SST) 模型

SST k–ω 模型混合了和模型的优势，在近壁面处使用k–ω模型， 而在边界层外采用 k–ε 模型。

其包含了修正的湍流粘性公式，考虑了湍流剪切应力的效应 。

SST 一般能更精确的模拟反压力梯度引起的分离点和分离区大小。

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雷诺应力模型 (RSM)

我们回忆一下之前提到的涡粘模型(RANS)的局限性:

首先是应力-应变的线性关系导致在应力输运重要的情况下预测不准， 如非平衡流动、分离流和回流等。

其次是不能考虑由于流线曲度引起的额外应力作用，如旋转、大的偏转 流动等。

最后是当湍流是高度各向异性、有三维效应时表现较差

为了克服上述缺点，通过平均速度脉动的乘积，导出六个独立的雷诺应力分量输运方程。

因此RSM适合于高度各向异性流，三维流等，但计算代价大

且目前RSM并不总是优于涡粘模型。

概括一下就是：

总结一下：