kε模型的原理和應用

1、k-模型的原理和應用學號：20903182 報告人：余江滔一、k -模型的原理k - 模型是兩方程湍流模型中最具代表性的，同時也是工程中應用最為普遍的模式。湍流被稱為經(jīng)典力學的最后難題，原因在于湍流場通常是一個復雜的非定常、非線性動力學系統(tǒng)，流場中充滿著各種大小不同的渦結(jié)構(gòu)。整個湍流場的特性都取決于這些渦結(jié)構(gòu)的不斷產(chǎn)生、發(fā)展和消亡，同時，這些渦結(jié)構(gòu)之間又不斷發(fā)生著復雜的相互作用，這就使得對湍流現(xiàn)象的理解、描述和控制變得十分困難。 對于單相流動，科學界已經(jīng)有較為成熟的湍流封閉模型。k - 模型包括RNG k - 模型和標準k - 模型等，下面簡要介紹一下。 1、RNG k -模型湍流產(chǎn)生和消散的

2、傳輸模型和k -模型的一樣，只是模型常量不一樣。原來的定真由函數(shù)代替。式中2、標準 k -模型雙方程模型把紊流粘性與紊動能 和耗散率k 相聯(lián)系，建立起它們與渦粘性的關系，這種模型在工程上被廣泛采納。 k 雙方程模型是由英國帝國學院Spalding教授領導的研究小組于 1974 年提出的，后來被應用界廣泛采納。k -模型假設湍流粘性和湍動能及耗散率有關，標準的k- 方程形式為：+=p- +(+)+=- +(+)=其中，k，分別為湍動能和湍流耗散率，為湍動能生成項，為湍流粘性系數(shù)，模型常數(shù)分別為：=1.44，=1.92，=1.3，=1.0，=0.09二、k -模型的應用k -模型是目前應用最廣泛的

3、兩方程紊流模型。大量的工程應用實踐表明，該模型可以計算比較復雜的紊流，比如它可以較好地預測無浮力的平面射流，平壁邊界層流動，管流，通道流動，噴管內(nèi)的流動，以及二維和三級無旋和弱旋加流流動等。但從定量結(jié)果來看，它還沒有比代數(shù)模型表現(xiàn)在出更明顯的優(yōu)勢。隨著空化流動理論和計算方法的發(fā)展，數(shù)值計算逐漸成為空化現(xiàn)象研究的有力手段。對于空化流動這種復雜的湍流進行模擬，湍流模型是一個重要方面。最初，人們廣泛采用了標準的k -模型，由于空化流動中汽泡的生成和潰滅過程對湍流發(fā)展的影響,引起空化流動中湍動能產(chǎn)生項和彌散項間的不平衡，這種模型并不能很好地模擬空化流動。除了標準k -模型外還諸如RNGk -模型等多種改進模型，這些模型在預測浮力影響、強旋