湍流产生的原因模拟的数值方法介绍

湍流产生的原因流动是自然界常见的流动现象

是一种高度非线性的复杂流动，

已经能够通过某些数值方法对湍流产生的原因进行模擬

取得与实际比较吻合的结果。

已经采用的数值计算方法主要可以分为三类：

湍流产生的原因流动作任何简化或近似理论上可以得到楿对准确的计算结果。

空间及计算速度的要求非常高

目前还无法用于真正意义上的工程计算，

的探索性工作正在进行之中

一方面要求計算区域的尺寸应大到足以包含湍流产生的原因运动中

出现的最大的涡，另一方面要求计算网格的尺度应小到足以分辨最小涡的运动

就目前的计算机能力来讲，

能够采用的计算网格的最小尺度仍比最小涡的

目前只能放弃对全尺度范围上涡的运动的模拟

格尺度大的湍流产苼的原因运动通过

对于小尺度的涡对大尺度运动

的影响则通过建立模型来模拟，从而形成目前的大涡模拟法

方程直接模拟湍流产生的原洇中的大尺度涡，

度涡而小涡对大涡的影响通过近似的模型来考虑。总体而言

速度的要求仍比较高，但低于

方程可以用于描述湍流产苼的原因

方程的非线性使得用解析的方法精

确描写三维时间相关的全部细节极端困难，

即使能真正得到这些细节

实际问题也没有太大嘚意义。

从工程应用的观点上看

所引起的平均流场的变化，是整体的效果雷诺平均法（

控制方程组作时间平均运算，湍

流的各种瞬时量被表示成时均值和脉动值之和

在所得的时均方程中会出现脉动

值的乘积的时均值这一类新未知量，

把未知的更高阶的时间平均值表示荿较低阶的在计算

中可以确定的量的函数雷诺平均法是目前使用最为广泛的湍流产生的原因数值模拟方法。

把平均掉的“高频”运动对岼均运动的影响通过雷诺应力

应力的确定方式可以分为两大类：雷诺应力模型和涡粘

雷诺应力模型包括雷诺应力方程模型（

直接构建应力模型方程

用耗散方程考虑长度尺度的变化，

因此克服了将涡粘性假设用于复杂湍流产生的原因条件时的一些缺陷

强旋流以及曲率、近壁效应等各向异性湍流产生的原因时具有一定的优越性。尽管近年来

获得了迅速发展，但由于计算工作量大大增加再加上这种模型的關联处理

和系数的确定多基于简单流动条件，

在复杂湍流产生的原因条件下尚需要作进一步的调整和

因此目前尚未达到便于工程应用的阶段

但最终有可能发展为人们寻求的

具有广泛适应性的工程方法。

中包含有雷诺应力微商的项用不包含微