K-e湍流模型
K-e湍流模型资料讲解
K-e湍流模型K是紊流脉动动能（J），ε 是紊流脉动动能的耗散率（%）K越大表明湍流脉动长度和时间尺度越大，ε 越大意味着湍流脉动长度和时间尺度越小，它们是两个量制约着湍流脉动。
但是由于湍流脉动的尺度范围很大，计算的实际问题可能并不会如上所说的那样存在一个确切的正比和反比的关系。
在多尺度湍流模式中，湍流由各种尺度的涡动结构组成，大涡携带并传递能量，小涡则将能量耗散为内能。
在入口界面上设置的K和湍动能尺度对计算的结果影响大，至于k是怎么设定see fluent manual "turbulence modelling"作一个简单的平板间充分发展的湍流流动，基于k-e模型。
确定压力梯度有两种方案，一是给定压力梯度，二是对速度采用周期边界条件，压力不管！k-epsiloin湍流模型参数设置：k－动能能量；epsilon－耗散率；在运用两方程湍流模型时这个k值是怎么设置的呢？epsilon可以这样计算吗？Mepsilon＝Cu*k*k/Vt%这些在软件里有详细介绍。
陶的书中有类似的处理，假定了进口的湍流雷诺数。
fluent帮助里说，用给出的公式计算就行。
k－e模型的收敛问题！应用k－e模型计算圆筒内湍流流动时，网格比较粗的时计算结果能收敛，但是当网格比较密的时候，湍流好散率就只能收敛到10的－2次方，请问大侠有没有解决的办法？用粗网格的结果做初场网格加密不是根本原因，更本的原因是在加密过程中，部分网格质量差注意改进网格质量，应该就会好转.在求解标准k-e双方程湍流模型时（采用涡粘假设，求湍流粘性系数，然后和N－S方程耦合求解粘性流场），发现湍动能产生项（雷诺应力和一个速度张量相乘组成的项）出现负值，请问是不是一种错误现象？如果是错误现象一般怎样避免。
另外处理湍动能产生项采用什么样的差分格式最好。
而且因为源项的影响，使得程序总是不稳定，造成k,e值出现负值，请问有什么办法克服这种现象。
常用湍流模型及其在FLUENT软件中的应用
常用湍流模型及其在FLUENT软件中的应用常用湍流模型及其在FLUENT软件中的应用湍流是流体运动中不可避免的现象，它具有无规则、随机和混沌等特点，对于流体力学研究和工程应用具有重要影响。
为了更好地模拟流体运动中的湍流现象，并进行相关的工程计算和优化设计，科学家们提出了许多湍流模型。
本文将介绍一些常用的湍流模型，并探讨它们在流体动力学软件FLUENT中的应用。
1. 动力学湍流模型（k-ε模型）动力学湍流模型是最为经典和常用的湍流模型之一，主要通过求解湍流动能k和湍流耗散率ε来模拟湍流运动。
这一模型主要适用于较为简单的湍流流动，如外部流场和平稳湍流流动。
在FLUENT软件中，用户可以选择不同的k-ε模型进行计算，并对模型参数进行调整，以获得更准确的湍流模拟结果。
2. Reynolds应力传输方程模型（RSM模型）RSM模型是基于雷诺应力传输方程的湍流模型，它通过求解雷诺应力分量来描述湍流的速度脉动特性。
相比于动力学湍流模型，RSM模型适用于复杂的湍流流动，如边界层分离流动和不可压缩流动。
在FLUENT软件中，用户可以选择RSM模型，并对模型参数进行优化，以实现对湍流流动的更精确模拟。
3. 混合湍流模型混合湍流模型是将多个湍流模型相结合，以更好地模拟不同湍流流动。
常见的混合湍流模型有k-ε和k-ω模型的组合（k-ε/k-ω模型）和k-ε模型和RSM模型的组合（k-ε/RSM模型）等。
在FLUENT软件中，用户可以选择不同的混合模型，并根据具体的流动特征进行模型参数调整，以实现更准确的湍流模拟。
除了上述介绍的常用湍流模型外，FLUENT软件还提供了其他的湍流模型选择，如近壁函数模型（近壁k-ω模型、近壁k-ε模型）、湍流耗散模型（SD模型）、多场湍流模型（尺度能量模型）等。
这些模型针对不同的湍流现象和流动特性，提供了更加丰富和精确的模拟方法。
在FLUENT软件中，用户可以根据具体的工程问题和流动特性选择合适的湍流模型，并进行相应的设置和参数调整。
湍流模型简介以及k-ε模型详解
内燃机缸内湍流流动的特点
实验和理论计算表明，缸内湍流的主要来源是 进气射流通过气阀时产生的强烈剪切层以及射 流与缸壁的碰撞。在进气冲程中期，即进气进 行最猛烈时，缸内湍流度达到其峰值。此时湍 流分布很不均匀，而且是各向异性的，主要可 分为射流内的高湍流度区和其余部分的低湍流 度区。随着平均流速的减小，湍流开始衰减。 同时，由于对流和扩散作用，整个缸内湍流趋 向于均匀化和各向同性化。在压缩冲程中，尽 管进气产生的主涡流还残留在缸内，但已经很 弱并且继续衰减。活塞压缩产生的正应力和缸 壁的剪切应力对湍流的生成虽有一定的贡献， 但由于耗散大于生产，故总的效果详解
北京理工大学12级车辆硕
湍流的基本概念
层流和湍流是两种不同的基本流态。它们的区 分变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时 （小于2000），黏滞力对流场的影响大于惯性 力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流 体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时， 惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较 不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形 成紊乱、不规则的湍流流场。
3，k-ε模型的强旋流修正
总结
k -ε模型是目前应用最广泛的两方程紊流模型。 大量的工程应用实践表明，该模型可以计算比 较复杂的紊流，比如它可以较好地预测无浮力 的平面射流，平壁边界层流动，管流，通道流 动，喷管内的流动，以及二维和三级无旋和弱 旋加流流动等。但从定量结果来看，它还没有 比代数模型表现在出更明显的优势。随着空化 流动理论和计算方法的发展，数值计算逐渐成 为空化现象研究的有力手段。对于空化流动这 种复杂的湍流进行模拟，湍流模型是一个重要 方面。最初，人们广泛采用了标准的k -ε模型， 由于空化流动中汽泡的生成和溃灭过程对湍流 发展的影响,引起空化流动中湍动能产生项和弥
fluent中常见的湍流模型及各自应用场合
标题：深入探讨fluent中常见的湍流模型及各自应用场合在fluent中，湍流模型是模拟复杂湍流流动的重要工具，不同的湍流模型适用于不同的流动情况。
本文将深入探讨fluent中常见的湍流模型及它们各自的应用场合，以帮助读者更深入地理解这一主题。
1. 简介湍流模型是对湍流流动进行数值模拟的数学模型，通过对湍流运动的平均值和湍流运动的涡旋进行描述，以求解湍流运动的平均流场。
在fluent中，常见的湍流模型包括k-ε模型、k-ω模型、LES模型和DNS模型。
2. k-ε模型k-ε模型是最常用的湍流模型之一，在工程领域有着广泛的应用。
它通过求解两个方程来描述湍流场，即湍流能量方程和湍流耗散率方程。
k-ε模型适用于对流动场变化较为平缓的情况，如外流场和边界层内流动。
3. k-ω模型k-ω模型是另一种常见的湍流模型，在边界层内流动和逆压力梯度流动情况下有着良好的适用性。
与k-ε模型相比，k-ω模型对于边界层的模拟更加准确，能够更好地描述壁面效应和逆压力梯度情况下的流动。
4. LES模型LES（Large Ey Simulation）模型是一种计算密集型的湍流模拟方法，适用于对湍流细节结构和湍流的大尺度结构进行同时模拟的情况。
在fluent中，LES模型通常用于对湍流尾流、湍流燃烧和湍流涡流等复杂湍流流动进行模拟。
5. DNS模型DNS（Direct Numerical Simulation）模型是一种对湍流流动进行直接数值模拟的方法，适用于小尺度湍流结构的研究。
在fluent中，DNS模型常用于对湍流的微观结构和湍流的小尺度特征进行研究，如湍流能量谱和湍流的空间分布特性等。
总结与回顾通过本文的介绍，我们可以看到不同的湍流模型在fluent中各有其适用的场合。
从k-ε模型和k-ω模型适用于工程领域的实际流动情况，到LES模型和DNS模型适用于研究湍流细节结构和小尺度特征，每种湍流模型都有其独特的优势和局限性。
k—ε双方程模型基本方程
k—ε双方程模型基本方程摘要：一、引言1.k-ε双方程模型的背景和意义2.模型在流体力学中的应用二、k-ε双方程模型基本方程1.动量守恒方程2.能量守恒方程3.模型中的湍流模型三、k-ε双方程模型的求解方法1.有限差分法2.有限体积法3.有限元法四、模型的验证与分析1.模型在实际应用中的验证2.模型在流体力学问题的优势与不足五、结论1.k-ε双方程模型的重要性2.模型的未来发展方向正文：一、引言k-ε双方程模型是一种广泛应用于流体力学领域的湍流模型，它通过考虑湍流特性的k 和ε方程，对流体运动进行描述。
这一模型在理论研究和实际应用中都有着重要的意义。
在我国，k-ε双方程模型被广泛应用于航空航天、汽车工程、能源等领域，为解决复杂流体力学问题提供了有力支持。
二、k-ε双方程模型基本方程k-ε双方程模型主要包括三个基本方程，分别是动量守恒方程、能量守恒方程和模型中的湍流模型。
1.动量守恒方程：描述了流体在运动过程中动量的变化，是k-ε模型的基础。
2.能量守恒方程：描述了流体在运动过程中能量的变化，是k-ε模型的关键。
3.模型中的湍流模型：考虑了湍流特性的影响，是k-ε模型的核心。
三、k-ε双方程模型的求解方法k-ε双方程模型有多种求解方法，包括有限差分法、有限体积法和有限元法。
这些方法在计算效率和精度上有着各自的优势，可以根据具体问题的需求进行选择。
1.有限差分法：适用于大规模、复杂问题的求解，具有较高的计算效率。
2.有限体积法：适用于复杂几何结构问题的求解，具有较好的数值稳定性。
3.有限元法：适用于高精度求解，可以获得较好的数值结果。
四、模型的验证与分析k-ε双方程模型在实际应用中得到了广泛的验证，被证明是一种有效的流体力学模型。
然而，模型在某些特殊问题中可能存在一定的不足，需要进一步研究和改进。
1.模型在实际应用中的验证：通过与实验数据对比，验证了模型的有效性和准确性。
2.模型在流体力学问题的优势与不足：k-ε双方程模型在处理复杂流体问题时具有较高的准确性和计算效率，但在处理某些特殊问题时可能存在不足，需要进一步研究和改进。
四种湍流模型介绍
由于航发燃烧室中的流动特性极其复杂，要想提高数值计算的预测能力，必须要慎重选择湍流模型。
用四种不同的湍流模型对带双径向旋流杯的下游流场进行数值模拟，将计算结果与实验结果作对比，比较各湍流模型的原理和物理基础，优劣，并分析流场速度分布和回流区特性。
涉及的湍流模型：标准k-ε湍流模型（SKE)1标准k-ε湍流模型有较高的稳定性，经济性和计算精度，应用广泛，适合高雷诺数湍流，但不适合旋流等各向异性较强的流动。
2简单的湍流模型是两个方程的模型，需要解两个变量，即速度和长度。
在fluent中，标准k-ε湍流模型自从被Launder and Spalding 提出之后，就变成流场计算中的主要工具。
其在工业上被普遍应用，其计算收敛性和准确性都非常符合工程计算的要求。
3但其也有某些限制，如ε方程包含不能在壁面计算的项，因此必须使用壁面函数。
另外，其预测强分离流，包含大曲率的流动和强压力梯度流动的结果较弱。
它是个半经验的公式，是从实验现象中总结出来的。
动能输运方程是通过精确的方程推导得到，耗散率方程是通过物理推理，数学上模拟相似原型方程得到的。
应用范围：该模型假设流动为完全湍流，分子粘性的影响可以忽略，此标准κ-ε模型只适合完全湍流的流动过程模拟。
可实现的k-ε模型是才出现的，比起标准k-ε模型来有两个主要的不同点：·可实现的k-ε模型为湍流粘性增加了一个公式。
·为耗散率增加了新的传输方程，这个方程来源于一个为层流速度波动而作的精确方程。
术语“realizable”，意味着模型要确保在雷诺压力中要有数学约束，湍流的连续性。
应用范围：可实现的k-ε模型直接的好处是对于平板和圆柱射流的发散比率的更精确的预测。
而且它对于旋转流动、强逆压梯度的边界层流动、流动分离和二次流有很好的表现。
可实现的k-ε模型和RNG k-ε模型都显现出比标准k-ε模型在强流线弯曲、漩涡和旋转有更好的表现。
由于带旋流修正的k-ε模型是新出现的模型，所以还没有确凿的证据表明它比RNG k-ε模型有更好的表现。
fluent中常见的湍流模型及各自应用场合
fluent中常见的湍流模型及各自应用场合湍流是流体运动中的一种复杂现象，它在自然界和工程应用中都非常常见。
为了模拟和预测湍流的行为，数学家和工程师们开发了各种湍流模型。
在Fluent中，作为一种流体动力学软件，它提供了多种常见的湍流模型，每个模型都有其自己的适用场合。
1. k-ε 模型最常见的湍流模型之一是k-ε模型。
该模型基于雷诺平均的假设，将湍流分解为宏观平均流动和湍流脉动两个部分，通过计算能量和湍动量方程来模拟湍流行为。
k-ε模型适用于边界层内和自由表面流动等具有高湍流强度的情况。
它还适用于非压缩流体和对称或旋转流动。
2. k-ω SST 模型k-ω SST模型是基于k-ε模型的改进版本。
它结合了k-ω模型和k-ε模型的优点，既能够准确地模拟边界层流动，又能够提供准确的湍流边界条件。
SST代表了"Shear Stress Transport"，意味着模型在对剪切流动的边界层进行处理时更为准确。
k-ω SST模型适用于各种湍流强度的流动，特别是在激烈湍流的边界层内。
3. Reynolds Stress 模型Reynolds Stress模型是一种基于雷诺应力张量模拟湍流的高级模型。
它考虑了流场中的各向异性和非线性效应，并通过解Reynolds应力方程来确定流场中的张应力。
由于对流场的湍流行为进行了更精确的建模，Reynolds Stress模型适用于湍流流动和涡旋流动等复杂的工程应用。
然而，由于模型的计算复杂度较高，使用该模型需要更多的计算资源。
4. Large Eddy Simulation (LES)Large Eddy Simulation是一种直接模拟湍流的方法，它通过将整个流场划分为大尺度和小尺度的涡旋来模拟湍流行为。
LES适用于高雷诺数的流动，其中小尺度涡旋的作用显著。
由于需要同时解决大尺度和小尺度涡旋的运动方程，LES计算的复杂度非常高，适用于需要高精度湍流求解的工程应用。
rng标准k-ε湍流模型方程及解释
rng标准k-ε湍流模型方程及解释
RNG标准k-ε湍流模型是一种经典的湍流模型，用于描述流体中湍流运动的统计特征。
它基于雷诺平均的假设，通过求解动量方程和湍动能方程来获得流体中的平均速度和湍流能量分布。
RNG标准k-ε湍流模型的方程可以分为两个部分：k方程和ε方程。
1. k方程（湍动能方程）：
∂(ρk)/∂t + ∂(ρuk)/∂xi = ∂/∂xj[μ(∂uk/∂xj + ∂uj/∂xi)] + Pk - ε
其中，ρ是流体密度，k是湍动能，t是时间，u是速度矢量，x是空间坐标，μ是动力粘度，Pk是湍动能输运项，ε是湍动能耗散项。
2. ε方程（湍动耗散率方程）：
∂(ρε)/∂t + ∂(ρuε)∂xi = ∂/∂xj[(μ + μt/σε)(∂uε/∂xj + ∂uj/∂xi)] +
C1ε(ε/k)Pk - C2ερε^2/k
其中，ε是湍动耗散率，μt是湍动粘度，σε是湍动耗散率抑制函数，C1ε和C2ε是经验常数。
这两个方程描述了湍流运动中的各项湍动能量的输运和耗散过程。
通过求解这两个方程，可以获得湍流模型中的关键参数，如湍动能、湍动耗散率、湍动粘度等。
RNG标准k-ε湍流模型通过引入一系列修正项，改进了传统的k-ε湍流模型的计算结果，特别是对于湍流边界层问题有较
好的适用性。
它在各类流动问题的计算中得到广泛应用，并取得了较好的效果。
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K是紊流脉动动能（J）, &是紊流脉动动能的耗散率（% ）
K越大表明湍流脉动长度和时间尺度越大，£越大意味着湍流脉动长度和时间
尺度越小，它们是两个量制约着湍流脉动。
但是由于湍流脉动的尺度范围很大，计算的实际问题可能并不会如上所说的那样存在一个确切的正比和反比的关系。
在多尺度湍流模式中，湍流由各种尺度的涡动结构组成，大涡携带并传递能量，小涡则将能量耗散为内能。
在入口界面上设置的K 和湍动能尺度对计算的结果影响大，
至于k 是怎么设定see fluent manual "turbulence modelling" 作一个简单的平板间充分发展的湍流流动，
基于k-e 模型。
确定压力梯度有两种方案，一是给定压力梯度，二是对速度采用周期边界条
件，压力不管！
k-epsiloi n 湍流模型参数设置：k —动能能量；epsilo n —耗散率；
在运用两方程湍流模型时这个k 值是怎么设置的呢？epsilon 可以这样计算吗？Mepsilo n = Cu*k*k/Vt%
这些在软件里有详细介绍。
陶的书中有类似的处理，假定了进口的湍流雷诺
数。
fluent 帮助里说，用给出的公式计算就行。
k—e 模型的收敛问题！
应用k—e 模型计算圆筒内湍流流动时，网格比较粗的时计算结果能收敛，但是当网格比较密的时候，湍流好散率就只能收敛到10 的—2 次方，请问大侠有没有解决的办法？
用粗网格的结果做初场网格加密不是根本原因，更本的原因是在加密过程中，部分网格质量差注意改进网格质量，应该就会好转.
在求解标准k-e 双方程湍流模型时（采用涡粘假设，求湍流粘性系数，然后
和N—S 方程耦
合求解粘性流场) ，发现湍动能产生项 (雷诺应力和一个速度张量相乘组成的项) 出现负值，请问是不是一种错误现象？
如果是错误现象一般怎样避免。
另外处理湍动能产生项采用什么样的差分格式最好。
而且因为源项的影响，使得程序总是不稳定，造成k, e 值出现负值，请问有什么办法克服这种现象。
你可以试试这里计算的时候加一个判断，出现负值的时候强制为一个很小的正值。
这可能是因为你采用的数值格式的问题，一般计算程序对k 方程都要做一定处理，以保证k 的正定。
比如，强制规定源项与0 的关系，以使数值计算稳定。
就ke 模型而言。
它是problem dependent. 对简单的无弯曲无旋转无... 的湍流问题，它能算而且能给出好的结果，但对复杂的流动问题，它就不能使用了。
出现负的ke 不仅仅是计算格式的问题，更重要的是模型问题，没有谁能证明ke 模型在任何流动问题中都能保证ke 是正的。
有这么一些办法避免ke 出现负值
1。
对K = ln(k)和E=ln(e)求解，问题：壁面ke=O难处理，
2 。
先用层流计算500 步，然后再用ke 算
3 。
各种强制限制办法
4 。
源项局部线性化
5 。
算到一定程度，如果k 值趋势对了，就干脆不求ke 方程。