常用的湍流模型可根據所采用的微分方程數進行分類為:零方程模型、一方程模型、兩方程模型、四方程模型、七方程模型等。
湍流的特點
湍流是不規則、多尺度、有結構的流動,一般是三維、非定常的,具有很強的擴散性和耗散性。從物理結構上看,湍流是由各種不同尺度的帶有旋轉結構的渦疊合而成的流動,這些渦的大小及旋轉軸的方向分布是隨機的。大尺度的渦主要由流動的邊界條件決定,其尺寸可以與流場的大小相比擬,它主要受慣性影響而存在,是引起低頻脈動的原因;小尺度的渦主要是由粘性力決定,其尺寸可能只有流場尺度的1‰的量級,是引起高頻脈動的原因。大尺度的渦破裂后形成小尺度的渦,較小尺度的渦破裂后形成更小尺度的渦。在充分發展的湍流區域內,流體渦的尺寸可在相當寬的范圍內連續變化。大尺度的渦不斷地從主流獲得能量,通過渦間的相互作用,能量逐漸向小尺寸的渦傳遞。最后由于流體粘性的作用,小尺度的渦不斷消失,機械能轉化為流體的熱能。同時由于邊界的作用、擾動及速度梯度的作用,新的渦旋又不斷產生,湍流運動得以發展和延續。
湍流計算方法
主要分為3 類: 雷諾時均模擬、尺度解析模擬和直接數值模擬。其中,前2 類方法可看成是非直接數值模擬方法。
選擇原則
選取的準則:流體是否可壓、精度的要求、計算機的能力、時間的限制等。(有修改)