[转载]闲谈CFD（6）——FLUENT中常用的湍流模型

模型

描述

Spalart-Allmaras

单方程模型,直接解出修正过的湍流粘性,用于有界壁面流动的航空领域(需要较好的近壁面网格)尤其是绕流过程;该模型也可用于粗网格。

Standard k-e

双方程模型。是默认的k-e模型,系数由经验公式给出。只对高Re的湍流有效,包含粘性热、浮力、压缩性等选项

RNG k-e

标准k-e模型的变形,方程和系数来自解析解。在e方程中改善了模拟高应变流动的能力; 用来预测中等强度的旋游和低雷诺数流动

Realizable k-e

标准k-e模型的变形。用数学约束改善模型的性能。能用于预测中等强度的旋流

Standard k-w

两个输运方程求解k与w。对于有界壁面和低雷诺数流动性能较好,尤其是绕流问题;包含转捩。自由剪切和压缩性选项

SST k-w

标准k-w模型的变形。使用混合函数将标准k-e模型与k-w模型结合起来,包含了转捩和剪切选项

Reynolds Stress

直接使用输运方程来解出雷诺应力,避免了其它模型的粘性假设,模拟强旋流相比其它模型有明显优势

模型

用法

Spalart Allmaras

计算量小,对一定复杂的边界层问题有较好的效果

计算结果没有被 广泛的测试,缺少子模型

典型的应用场合为航空领域的绕流模拟

Standard k-e

应用多,计算量适中,有较多数据积累和比较高的精度

对于曲率较大和压力梯度较强等复杂流动模拟效果欠佳

一般工程计算都使用此模型,其收敛性和计算精度能满足一般的工程计算要求,但模拟旋流和绕流时有缺陷

RNG k-e

能模拟射流撞击、分离流、二次流和旋流等 中等复杂流动

受到涡旋粘性同性假设限制

除强旋流过程无法精确预测外,其它流动都可以使用此模型

Realizable k-e

和RNG基本一致,还可以更好的模拟圆形射流

受到涡旋粘性同性假设限制

除强旋流过程无法精确预测外,其它流动都可以使用此模型

Stand k-w

对于壁面边界层,自由剪切流,低雷诺数流动性能较好。适合于存在逆压力梯度时的边界层流动,分离与转捩

SST k-w

基本与标准k-w模型相同。由于对壁距离依赖性较强,因此不太适合于自由剪切流

Reynolds Stress

是最复杂的RANS模型。避免了同性的涡粘性假设。占用较多的CPU时间和内存。收敛较难。对于复杂3D流动适用(如弯曲管道、旋转、旋流燃烧、旋风),尤其是强旋流运动。