在1.3.4节中,我们已经初步介绍过湍流模型,对于Flow Simulation采用的 k-ε 模型,它采用湍流动能 k 和湍流动能耗散率 ε 两个参数来描述,即
式中, C μ 是按经验定义的常数,Flow Simulation中取值为0.09; ρ 是流体密度; f μ 是湍流黏度因子,它用如下的公式来描述,即
式中,
,这里
y
是距离壁面的长度。
Flow Simulation中的湍流参数数值由软件默认指定。如果手动指定湍流参数,可根据 湍流强度 和 湍流长度 ,或 湍流动能 和 湍流动能耗散率 来进行设置。对于大多数流动,很难对湍流进行准确的先验式估计,因此建议使用默认湍流参数。湍流参数针对初始条件或入口边界条件指定(图2-8),或者在外部问题中指定为环境条件。
k-ε 湍流模型是一种应用非常广泛的两方程湍流数值模型。它具备求解可靠、收敛性好、计算内存需求低的特点,特别适用于复杂几何体的无分离流动问题。它的局限性在于由于使用了壁面函数,无法精确仿真边界层中的黏性子层及缓冲层,且对于强曲率流动和射流问题求解难度较大。
图2-8 湍流参数设置