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湍流模拟|18 双方程模型(3)-析模界

湍流模拟|18 双方程模型(3)

接上文。 3 限制器 双方程模型存在一个较少被人注意的缺陷,那就是其在应变率不为零的无粘区域中涡量为零,但应变率却不为零。一个典型的例子是机翼的滞止区(边界层外)。当无粘流接近机翼时,剪切应力会不断增加,,但这并非是由于剪切层,而是由于无粘...

湍流模拟|16 双方程模型(1)-析模界

湍流模拟|16 双方程模型(1)

提出双方程模型的动机来源于模型封闭需要获得计算湍流粘度。 通过量纲分析得到,计算湍流粘度需要长度尺度和时间尺度来实现。 请注意,任何两个其他的尺度都是等效的,因为只有两个独立的力学量纲。 这些要求自然导致以双方程模型作为提供这些尺度的基础。...

湍流模拟|15 NS方程封闭问题(2)-析模界

湍流模拟|15 NS方程封闭问题(2)

接上文。 4 显式代数雷诺应力模型(EARSM) 可以得到简化版的 RSM 模型,其中雷诺应力是通过代数公式而不是传输方程计算得出的。这类模型的一般形式如下 其中: 式中  是湍流动能, 是湍流频率尺度。请注意,涡流粘度公式(式 ...

湍流模拟|14 NS方程封闭问题(1)-析模界

湍流模拟|14 NS方程封闭问题(1)

湍流方程推导的详细细节可参阅现有的任何一本有关湍流的教科书。本文仅提供基础的模型描述,以便将最佳实践的讨论与湍流模型联系起来。 1 平均 由于 DNS 计算成本极为高昂,目前 CFD 的工程应用主要还是依赖于雷诺平均纳维-斯托克斯(Reyn...

中文版扣子,值得耍一耍-析模界

中文版扣子,值得耍一耍

前阵子说到利用字节的Coze(扣子)可以免费使用当前最顶级的AI工具,包括GPT4-Turbo(128k)、DALL-E3等,利用该平台还可以导入自己的数据制作知识库等,不过外版的扣子用起来不太方便:其一是需要访问国际网络。其二是制作的Bo...

湍流模拟|13 网格分辨率需求(2)-析模界

湍流模拟|13 网格分辨率需求(2)

接上文湍流模拟|12 网格分辨率需求(1)。 4 转捩边界层 与完全湍流边界层相比,转捩边界层对网格分辨率更为敏感。完全湍流模拟的网格在转捩区域是不够的,特别是在流向方向。遗憾的是,大多数情况下,如果没有先行模拟,转捩位置是未知的。因此在使...

湍流模拟|12 网格分辨率需求(1)-析模界

湍流模拟|12 网格分辨率需求(1)

网格分辨率和网格质量是成功实现 CFD 湍流模拟的两个关键因素。 1 无粘流 流场中无粘部分的解析是最基本的要求。这意味着流动加速/减速区域以及流线曲率等必须得到正确解析。这也包括对强烈梯度,尤其是激波的解析。无粘流动的解析通常在几何变化区...

湍流模拟|11 浮力流-析模界

湍流模拟|11 浮力流

浮力修正常用于计算域中流体介质密度分布存在较大差异,浮力对流体流动存在较大影响的场景中。 在代尔夫特水力学实验室,Uittenbogaard [51]实验研究了一种淡水与盐水流之间的稳定分层混合层流动。其装置示意图如图68所示。两种密度不同...

湍流模拟|10 再附修正-析模界

湍流模拟|10 再附修正

NASA 驼峰流[46]–[48](图58)的主要关注点是评估湍流模型预测从光滑物体(由逆压力梯度引起)分离,以及随后的再附着和边界层恢复情况。自其被引入以来,这个案例已被证明对所有已知RANS模型都是一个挑战。 图58 NASA驼峰流示意...

湍流模拟|09 旋转流-析模界

湍流模拟|09 旋转流

本节展示使用曲率修正(见上文第 3.4.2 节)的两个示例:NACA-0012 翼尖涡流及水力旋流器中的流动。这两个示例中均将SST 模型与曲率修正(SST-CC)结合在一起使用。 1 NACA-0012翼尖涡旋 NACA 0012 翼尖涡...

湍流模拟|07 逆压梯度与流动分离-析模界

湍流模拟|07 逆压梯度与流动分离

在开发平衡边界层流动之外的湍流模型时,最重要的附加物理效应是模型准确预测压力梯度和光滑表面分离流动的能力。这对于任何外部空气动力学流动,尤其是机翼和翼面流动,都具有重要意义,因为流动分离和失速是性能包络的决定性因素。然而光滑表面的流动分离有...

湍流模拟|06 湍流模型评估I-析模界

湍流模拟|06 湍流模型评估I

在选择湍流模型时,主要的考虑因素是该模型能为特定流动或某类流动提供的精度。 由于所有的湍流模型都是或多或少针对相同的基准流动(如平板边界层、基本自由剪切流和衰减湍流等)进行校准的,因此模型在狭窄的“校准盒”之外的精度只能通过进一步的验证研究...

湍流模拟|05 附加物理模型-析模界

湍流模拟|05 附加物理模型

本文介绍可与双方程模型结合使用的附加物理模型,特别是转角修正和曲率修正,这些附加模型旨在消除涡粘模型相对于完整雷诺应力模型(RSM)的一些缺陷。如果粗糙壁面和层流-湍流转捩效应非常重要,则所有 RANS 模型都需要添加这些效应。 3.4.1...

湍流模拟|04 选择湍流模型-析模界

湍流模拟|04 选择湍流模型

对于大多数工业应用,涡粘模型提供了准确性和稳健性之间的最佳平衡。通常情况下不建议将雷诺应力模型(Explicit Reynolds Stress Models,RSM)用于一般用途,因为其常会导致稳健性问题,且不会可靠地提高精度。在大多数情...

湍流模拟|03 稳态与非稳态-析模界

湍流模拟|03 稳态与非稳态

在着手进行RANS模拟之前,我们必须首要深思一个问题:我们将要模拟的流动是稳态的还是非稳态的。尽管所有的湍流流动在本质上都是非稳态的,但在RANS模型框架内,我们真正需要判断的是流动是否表现出稳态特征。这是一个在开始之前可能最难给出确切答案...

湍流模拟|02 不确定性处理-析模界

湍流模拟|02 不确定性处理

如果面临新的应用,谨慎的做法是确保拟使用的湍流模型已经针对此类流动(或至少是观察到的基础流动特性)进行了验证。理想情况下应首先对有实验数据的类似流动进行验证研究,并优化CFD设置: 1、几何 尽可能准确地表示几何形状。对几何形状进行的小的简...

大模型翻译哪家强?-析模界

大模型翻译哪家强?

大模型翻译哪家强?一个简单测试,来看看各家大模型文本翻译的效果。 翻译需求是这样的:英文文本原文使用的是markdown格式(实际上也是字符文本格式),其中包含一些格式标记符号,如用星号包围的文本表示斜体,两个星号包围的文本表示加粗。在翻译...

湍流模拟|01 简介-析模界

湍流模拟|01 简介

关于CFD中的湍流计算,很多人都选择闭口不谈。原因嘛,一方面湍流这玩意儿太过于复杂,谈不明白。另一方面,在很多的工业应用场景中,似乎湍流对计算结果的影响并不明显。但在一些特殊应用场合中,湍流模型及湍流参数的影响其实还是非常大的,不注意的话可...

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