Моделирование турбулентности
-
Основы турбулентности и вихревой вязкости
- Турбулентность — это хаотическое движение жидкости, которое возникает из-за наличия градиентов скорости.
- Вихревая вязкость — это часть общей вязкости, которая описывает сопротивление жидкости при сдвиге.
-
Гипотеза Буссинеска
- Гипотеза Буссинеска предполагает, что напряжения сдвига, создаваемые турбулентными вихрями, совпадают с напряжениями сдвига, создаваемыми средним потоком.
- Эта гипотеза была предложена в 1903 году и широко используется в моделях турбулентности.
-
Развитие моделей турбулентности
- С течением времени модели турбулентности стали более сложными и включают в себя уравнения поля, аналогичные уравнениям Навье-Стокса.
- Модели Spalart-Allmaras, k-ε и k-ω используют гипотезу Буссинеска для описания турбулентности и обеспечивают низкую стоимость расчета вязкости.
-
Недостатки моделей с вихревой вязкостью
- Модели с вихревой вязкостью могут быть менее точными в сложных технологических процессах, где требуется высокая точность.
- В таких потоках, как потоки с высокой анизотропией, кривизной линии обтекания или вращательными эффектами, модели с уравнением Рейнольдса по напряжениям обеспечивают более высокую точность.