FLUENT模型選擇

1、本文內(nèi)容摘自?精通CFD工程仿真與案例實戰(zhàn)?.實際上也是幫助文檔的 譯,英文好的可直接參閱幫助文檔.FLUENT中的湍流模型很多,有單方程模型,雙方程模型,雷諾應力模型, 轉按模型等等.這里只針對最常用的模型.1、湍流模型描述模型描述Spalart-Allmaras單方程模型,直接解出修正過的湍流粘性,用于有界壁面流 動的航空領域需要較好的近壁面網(wǎng)格尤其是繞流過程； 該模型也可用于粗網(wǎng)格.Standard k-e雙方程模型.是默認的k-e模型,系數(shù)由經(jīng)驗公式給出.只對高Re的湍流有效,包含粘性熱、浮力、壓縮性等選項RNG k-e標準k-e模型的父形,方程和系數(shù)來自解析解.在e方程中改善了模擬高

2、應變流動的水平；用來預測中等強度的旋游和低雷諾數(shù)流動Realizable k-e標準k-e模型的變形.用數(shù)學約束改善模型的性能.能用于預測中等強度的旋流Standard k-w兩個輸運方程求解k與w.對于有界壁和低雷諾數(shù)流動性能較好,尤其是繞流問題；包含轉摭.自由剪切和壓縮性選項SST k-w標準k-w模型的父形.使用混合函數(shù)將標準k-e模型與k-w模型結合起來,包含了轉按和剪切選項Reynolds Stress直接使用輸運方程來解出雷諾應力,防止了其它模型的粘性假設,模擬強旋流相比其它模型有明顯優(yōu)勢2、湍流模型的選擇模型用法SpalartAllmaras計算量小,對f復雜的邊界層問題有較好的

3、效果計算結果沒有被廣泛的測試,缺少子模型典型的應用場合為航空領域的繞流模擬Standard k-e應用多,計算量適中,有較多數(shù)據(jù)積累和比較高的精度對于曲率較大和壓力梯度較強等復雜流動模擬效果欠佳一般工程計算都使用此模型,其收斂性和計算精度能滿足一般的工程計算要求,但模擬旋流和繞流時有缺陷RNG k-e能模擬射流撞擊、別離流、二次流和旋流等 中等復雜流動受到渦旋粘性同性假設限制除強旋流過程無法精確預測外,其它流動都可以使用此模型Realizable k-e和RNG根本一致,還可以更好的模擬圓形射流受到渦旋粘性同性假設限制除強旋流過程無法精確預測外,其它流動都可以使用此模型Stand k-w對于壁

4、囿邊界層,自由剪切流,低雷諾數(shù)流動性能較好.適合于存在逆壓力梯度時的邊界層流動,別離與轉按 根本與標準k-w模型相同.由于對壁距離依賴性較強,因此不太SST k-w適合于自由剪切流ReynoldsStress是最復雜的RANS模型.防止了同性的渦粘性假設.占用較多的CPU時間和內(nèi)存.收斂較難.對于復雜3D流動適用(如彎曲管道、旋轉、旋流燃燒、旋風),尤其是強旋流運動.現(xiàn)階段受計算機內(nèi)存和 CPU處理水平的限制,還不能畫出足夠細的網(wǎng)格,以適應DNS求解的需要；湍流模式理論忽略了大渦的各向異性,平均運算將脈 動量的全部細節(jié)一律抹平,喪失了包含在脈動量中大量的有重要意義的信息,模 擬流場與實際相差也較大,只能作為一種工程參考.與這兩類計算方法相比大渦 模擬(LES)T著不可比較的優(yōu)點.大渦模擬方法將雷諾平均方法和直接模擬方法相 結合,對湍流的大尺度分量直接進行數(shù)值計算, 而小尺度分量對大渦的影響那么建 立模型模擬.這種方法比直接數(shù)值模擬的計算規(guī)模小, 有實現(xiàn)的可行性；但又比 傳統(tǒng)的湍流