基于计算流体动力学建筑风荷载研究的现状与展望
基于计算流体力学的风力发电机组性能优化
基于计算流体力学的风力发电机组性能优化随着全球能源和环境问题的日益突出，风力发电在可再生能源领域中越来越受到关注。
然而，由于风能的本质特性和风力发电机的复杂性质，风力发电机组的性能优化一直是个研究热点和难点。
计算流体力学（CFD）作为一种数值模拟技术，可以帮助我们深入了解风力发电机组的流动特性和机构性能，为风力发电机组的优化设计提供理论基础和计算依据。
第一部分：CFD技术与风力发电机组的数值模拟CFD技术是一种基于数学方法和计算机模拟的流体力学分析方法。
它通过建立数值模型，离散化流体介质的运动和传输方程，利用计算机对数值模型进行数值求解，来模拟液体、气体、多相流等流体行为和特性。
与传统的实验方法相比，CFD 技术具有时间成本低、成本费用少、试验数据全等优点。
在风力发电机组的研究中，CFD技术被广泛应用于分析叶片的气动和结构特性、研究叶轮的气动特性以及整个风力发电机组的流动特性等。
CFD模型通常由三部分构成：几何建模、边界条件和数值求解。
对于风力发电机组的模拟，几何建模包括叶片、机舱、塔架、主轴系统等构成部分的建立，其中最关键的是叶片的建模和网格划分。
叶片的建模要求精细化、细致化，不仅需要考虑其几何形状，还需要考虑其表面摩擦、气动特性、叶尖效应等。
网格划分则是一种将三维空间划分成有限数量的点和单元，并将运动和传输方程转化为代表有限差分方程或有限体积方程的数学严谨方法。
网格划分的好坏直接决定了数值求解的准确性和计算速度。
第二部分：风力发电机组的气动性能分析风力发电机叶片的气动性能是影响整个风力发电机组性能的核心问题。
传统的基于试验的风力发电机组叶片设计存在着试验成本高、制作周期长、设计自由度小等问题。
而CFD技术可以通过建立CFD模型来分析叶片的气动特性，并确定叶片的最优设计参数，如叶片桨距、后掠角、截面形状等。
常用的叶片CFD模型包括二维和三维模型。
二维模型主要涉及叶片剖面的气动特性，包括升力系数和阻力系数的变化。
基于计算流体力学的流体动力学研究
基于计算流体力学的流体动力学研究流体力学是研究流体运动规律和性质的学科，而计算流体力学则是利用计算机模拟流体运动的一种方法。
基于计算流体力学的流体动力学研究，通过数值模拟和计算来研究流体在不同条件下的运动特性和力学行为，具有广泛的应用领域和重要的理论价值。
首先，基于计算流体力学的流体动力学研究在工程领域具有重要意义。
例如，飞机、汽车、船舶等交通工具的设计与优化，都需要对流体在复杂流动条件下的力学行为进行研究。
通过计算流体力学的方法，可以模拟流体在不同速度、温度、压力等条件下的流动情况，进而预测和优化工程设计。
这种研究方法可以有效地提高交通工具的性能和安全性，减少能源消耗和环境污染。
其次，基于计算流体力学的流体动力学研究对于环境保护和资源利用也具有重要意义。
例如，研究河流、海洋和大气等自然环境中的流体运动规律，可以帮助我们更好地理解和预测自然灾害的发生机制，提高对洪水、风暴潮等灾害的防范能力。
同时，通过模拟和计算，可以研究水资源的分布和利用情况，优化水资源的调度和管理，提高水资源的利用效率和保护水环境的能力。
此外，基于计算流体力学的流体动力学研究在生物医学领域也有广泛的应用。
例如，研究血液在血管中的流动规律，可以帮助我们更好地理解心血管疾病的发生机制，提高对心血管疾病的预防和治疗能力。
同时，通过计算流体力学的方法，可以模拟和优化人体内部的流体运动，如呼吸、消化等过程，为生物医学工程的发展提供理论基础和技术支持。
基于计算流体力学的流体动力学研究还有很多其他的应用领域，如能源、化工、材料等。
例如，研究流体在燃烧室中的流动和燃烧过程，可以提高燃烧效率和减少污染物的排放；研究流体在管道中的输送过程，可以优化管道的设计和运行，提高输送效率和安全性。
这些研究不仅有助于推动相关领域的发展，也为解决能源和环境问题提供了新的思路和方法。
总之，基于计算流体力学的流体动力学研究在工程、环境、生物医学等领域具有广泛的应用和重要的理论价值。
计算流体力学应用于建筑物动力学分析
计算流体力学应用于建筑物动力学分析随着科技的不断发展，计算流体力学逐渐应用于建筑物动力学分析中。
计算流体力学是一种数值模拟方法，可以用来分析流体运动的特性，其中包括流速、压力、温度及密度等。
因此，它可以用来分析建筑物的流体力学特性，如气流、风压等。
在本文中，我们将探讨计算流体力学在建筑物动力学分析中的应用。
一、计算流体力学与建筑物动力学的关系建筑物动力学是一门研究建筑物在外界载荷作用下的响应与动态行为的学科。
建筑物受到风压、地震荷载、人员载荷等外力的作用，会产生一系列的振动响应。
在此过程中，建筑物的结构参数和振动特性将发挥重要作用。
计算流体力学与建筑物动力学的关系在于，建筑物所受到的风压载荷是由流体运动（即空气）所引起的。
因此，了解建筑物周围空气的流动情况及其特性，对于建筑物的动力学分析非常重要。
计算流体力学可以通过数值计算和模拟的方法，对建筑物周围空气的流动情况进行分析，为建筑物动力学分析提供有价值的信息。
二、计算流体力学在建筑物风载分析中的应用风压是建筑物所受风载荷的主要源头。
在建筑物的动力学分析中，需要确定建筑物所受的风压及其变化规律。
计算空气在建筑物周围的流动情况，可以较为准确地计算风压的分布情况，并为建筑物的结构设计提供有价值的信息。
在计算风载分析中，计算流体力学可以通过建立数值模型，对建筑物周围的空气流动进行分析。
这个模型可以采用计算机生成的三维几何模型，并设置必要的边界条件，如流体入口、出口等。
在模拟过程中，需要对流体的运动学方程、质量守恒方程和动量守恒方程进行数值求解。
通过分析数字模拟结果，可以获得建筑物所受的风压分布情况，并对建筑物的结构设计进行优化。
三、计算流体力学在城市环境中的应用计算流体力学不仅可以应用于建筑物动力学分析，还可以应用于城市环境中的流体运动及其特性分析。
城市环境中的流体运动涉及到城市的布局、建筑物的空气流动及其对空气质量的影响等多个方面。
而这些方面又直接或间接地影响到城市的环境质量和居民的健康与安全。
基于计算流体力学的建筑风环境数值模拟研究
基于计算流体力学的建筑风环境数值模拟研究随着城市化进程的加快，越来越多的建筑物在城市中涌现。
建筑物的设计需要考虑到很多因素，如功能、美观、安全等。
然而，一个被忽视的因素是建筑的风环境。
一个好的风环境可以提高建筑的舒适度，也可以减小建筑的能耗。
因此，建筑风环境的研究变得越来越重要。
建筑风环境的研究可以通过实验室试验和数值模拟的方法。
实验室试验可以得出一些定量的数据和直接的观察结果，但是实验室试验的成本很高，而且试验环境和实际环境之间存在差异。
因此，数值模拟成为了一种低成本、高效率的研究方法。
随着计算机技术的快速发展，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）成为了建筑风环境数值模拟的主流方法。
计算流体力学是一种计算流体的数值模拟方法，它基于纳维-斯托克斯方程和其它物理规律，将流场离散化成格点，对每个格点上的流场变量进行求解。
计算流体力学在建筑风环境数值模拟中的应用主要包括三个方面：建筑外围流场模拟、建筑内部流场模拟和建筑能耗模拟。
建筑外围流场模拟是指对建筑周围流场的模拟。
这个模拟中需要考虑到建筑形状、位置和风的方向和大小等因素。
通过计算建筑周围流场的速度和压力等参数，我们可以了解在风场中建筑所受的力和压力分布。
建筑外围流场模拟对于建筑的结构设计非常重要，可以为建筑提供优化的设计方案，例如缩短建筑的轮廓线、平衡建筑的表面压力分布。
建筑内部流场模拟是指对建筑内部流场的模拟。
这个模拟中需要考虑到建筑内部的空气流动、换气量和温度等参数。
通过计算空气流速、压力以及温度分布等参数，我们可以了解建筑内流场的情况和建筑内部区域的舒适度。
建筑内部流场模拟和建筑外围流场模拟相比更为复杂。
因为建筑内部流场的计算需要考虑到建筑内的门窗位置、空调设备、人员和物品等因素。
尤其是对于高层建筑，建筑内部流场模拟更为关键，因高层建筑内的温度、湿度与空气品质等因素影响舒适度和安全性。
建筑能耗模拟是指对建筑内部能耗的模拟。
计算流体动力学在工程领域的应用研究
计算流体动力学在工程领域的应用研究一、引言计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是现代流体力学中的重要分支。
它是通过数值模拟方法，对流体流动过程进行计算和预测的一项技术。
CFD在工程领域中的应用非常广泛，本文将就CFD在工程领域的应用做一些探讨。
二、CFD的基础数学理论CFD的数学理论主要基于流体力学的数学模型。
在CFD数值计算中，主要涉及到流体介质的连续性方程、动量方程、热传导方程以及物质守恒方程等。
1. 连续性方程连续性方程描述了质量守恒的基本定律，即质量不能被创造也不能被毁灭。
在计算中，通过对连续性方程进行离散化求解，并配合所采用的计算流体力学算法，得到流场的数值解。
2. 动量方程动量方程描述了物体运动的基本规律，即牛顿第二定律。
动量方程将速度、压力、粘性力和重力等因素考虑在内，如果将流体视为一种连续的介质，则它可以描述流体的运动规律。
动量方程是CFD计算的核心之一，也是CFD数值计算的主要难点之一。
3. 热传导方程热传导方程是CFD计算中考虑能量守恒和传递的重要方程。
它描述了热量在流体介质中的传递过程，包括对流传热、辐射传热和热传导三方面。
4. 物质守恒方程物质守恒方程是CFD计算中对物质流动的数学描述。
它描述了物质的流动规律，包括质量的守恒和物质的扩散以及各种反应。
三、CFD在流体力学中的应用CFD的应用范围非常广泛，主要包括空气动力学、生物医学工程、水利水电工程、汽车设计、船舶工程、航空航天工程等领域。
1. 空气动力学CFD在飞行器设计中的应用非常广泛。
例如在各种飛行器研发阶段中，都可以采用CFD进行仿真。
通过对预先设定条件下的各种重要流场参数进行计算，包括气流速度、压力分布、气动力等流体力学参数的计算，可方便设计工程师对所设计的飛行器的性能表现进行评估。
2. 生物医学工程在生物医学工程领域中，CFD可以模拟血流流动以及气体流动等流体条件，预测人体冠状动脉血流特性，从而进行疾病预防和治疗研究；也可以模拟呼吸道内的空气流动，在疾病诊断及药物吸入研究等方面发挥非常重要的作用。
浅析CFD技术在建筑业应用前景
浅析CFD技术在建筑业应用前景摘要为将CFD数值实验的方法应用于建筑业施工过程中，采用了综合分析和文献分析的方法，系统分析了CFD技术在污染物扩散、室内通风、多物理场耦合等问题中的应用，对比现有施工过程中主要的结构分析方法。
结果表明，CFD在施工中的应用具有可视化、分析方法简单可靠、结果精密可靠等方面的优势。
通过对其应用范围以及可行性分析也表明CFD技术在建筑业施工中的应用具有一定推广意义，也为建筑业施工研究方法的选择提供参考依据。
关键词：建筑工地、CFD、数值实验、温度场、流场1、CFD技术概述1.1什么是CFD计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics）简写为CFD，其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。
1.2研究背景意义现目前，建筑业施工过程中主要运用的品茗、PKPM等建筑安全计算软件，通过对实际工程进行一定的假定基础上，对结构进行计算，而在温度场、流场等方面的计算功能相对欠缺。
计算流体力学经过半个世纪的高速发展已经是一门相当成熟的学科，随着相关技术的发展，CFD的应用除了传统的流体力学和流体工程领域，也不断向建筑、环境等相关领域发展。
Comsol、ANSYS等相关的CFD计算软件通过模型的建立求解能够形象的展现出温度场、流场等物理场的具体值。
同时，分析和观察施工区域的关键参数和气流型态、温度分布等情况，能够为工程的实施提供良好的参考。
2、CFD技术应用范围2.1办公建筑、加工场所室内通风目前正处于提倡节能减排的大环境下，在保证工作区域内正常的空气条件和空气新鲜的前提下，办公区域、加工场所的自然通风、机械通风等在节约能源、改善空气品质，提高环境的舒适度方面起着很大作用。
在建筑设计中，影响空气流动的因素主要有门窗打开比例、机械通风装置安装位置等，在建筑设计中设计师大多依靠自身经验及理论基础进行自然通风设计，却无法反应室内微环境。
计算流体动力学的应用研究
计算流体动力学的应用研究近年来，计算流体动力学（CFD）被广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车工业、石化、建筑、环保等。
这是因为CFD能够通过数值模拟方法来研究流体的运动规律，分析流体力学问题，并优化设计方案，从而提高生产效率、降低成本、改善产品质量、保障安全性等方面发挥作用。
以下从CFD的定义、应用、发展及优缺点等方面进行分析。
一、CFD的定义及应用CFD是指在计算机上通过数值方法对流体力学、热传递和物质传输等问题进行分析和预测的科学方法，包括数值方法、计算算法和软件工具等多个方面。
它可以模拟复杂的流动现象，如湍流、多相流、化学反应等，精度可达实验水平。
CFD的应用范围非常广泛。
以航空航天为例，CFD可以通过模拟飞机机翼表面的气流流动情况来分析翼型的气动性能，为飞机设计提供指导；在发动机燃烧室的设计中，可以用CFD模拟燃烧过程，优化燃烧效率；在火箭发射过程中，可以通过CFD模拟燃烧、推进和飞行过程，提高发射成功率。
在汽车工业中，CFD可以模拟车辆外观对气流的影响，预测空气阻力等，为车辆设计提供指导；在石化领域中，CFD可以模拟管道内复杂的流体流动情况，为工艺优化提供支持；在医学研究中，CFD可以模拟血流、呼吸等生理现象，为疾病治疗提供依据。
二、CFD的发展CFD在20世纪50年代开始发展，当时只能解决一些简单的流体动力学问题，如一维稳态流动问题。
1960年代，出现了有限差分、有限元和体积法等新的数值方法，为CFD的发展提供了技术支持。
1970年代，CFD开始应用于流体力学分析和设计；1980年代，出现了CFD商业软件，使CFD得到广泛应用；1990年代，CFD技术不断深入，进一步发展且被广泛应用。
近年来，随着计算机硬件性能的提高和CFD算法的不断完善，CFD发展进入了一个新的时代。
在数值方法方面，出现了更精确、高效的算法，如欧拉-拉格朗日方法、多重网格算法、混合元法、人工粘性法等；在处理复杂边界的能力上，出现了大涡模拟等方法，使CFD能够处理复杂的湍流流动；在处理多相流动方面，出现了离散相方法、阻抗匹配法等新技术；在较为推崇的开放源代码CFD软件方面，OpenFOAM、Code_Saturne等都是代表。
流体力学的发展现状
流体力学的发展现状流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科，广泛应用于工程、物理学、地球科学等领域。
随着科技的不断进步和需求的不断增加，流体力学在各个领域都取得了重要的发展。
本文将详细介绍流体力学的发展现状，并从理论和应用两个方面进行阐述。
一、理论方面1. 流体力学基础理论的发展流体力学的基础理论主要包括流体的运动方程、连续性方程、能量方程和动量方程等。
这些理论的发展为解决实际问题提供了基础。
近年来，基于计算机模拟和数值计算的方法在流体力学中得到了广泛应用，为流体力学的研究提供了新的思路和方法。
2. 流体力学的数学模型流体力学的数学模型是研究流体力学问题的重要工具。
目前，常用的数学模型有欧拉方程和纳维-斯托克斯方程等。
欧拉方程适用于理想流体的研究，而纳维-斯托克斯方程适用于非理想流体的研究。
随着计算机技术的进步，研究者们能够更加准确地求解这些数学模型，提高了流体力学研究的精度和效率。
3. 流体力学的数值模拟方法数值模拟方法在流体力学中得到了广泛应用，可以帮助研究者们更好地理解和预测流体的运动行为。
常用的数值模拟方法有有限差分法、有限元法和边界元法等。
这些方法结合数学模型，通过离散化和数值计算的方式，求解流体力学问题，为实际工程问题的解决提供了可靠的手段。
二、应用方面1. 工程应用流体力学在工程领域的应用非常广泛。
例如，在飞机设计中，流体力学可以用来研究飞机的气动性能，优化飞机的外形和翼型，提高飞行效率。
在船舶设计中，流体力学可以用来研究船体的阻力和稳定性，优化船体的形状和船舶的推进系统。
在建筑设计中，流体力学可以用来研究风的作用力和水的流动，优化建筑物的结构和抗风水平。
这些应用都依赖于流体力学的理论和数值模拟方法，为工程问题的解决提供了科学依据。
2. 物理学研究流体力学在物理学研究中也发挥着重要的作用。
例如，在天体物理学中，流体力学可以用来研究星际空间中的等离子体运动和恒星的演化过程。
在地球科学中，流体力学可以用来研究大气和海洋的运动，解释气候变化和海洋循环等现象。
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基于计算流体动力学建筑风荷载研究的现状与展望摘要伴随着计算机速度的迅速提高、离散化方法的发展、网格生成技术的提高、力学模型与数学模型的发展，计算流体动力学（CFD Computational Fluid Dynamics）在过去数十年获得了飞速的发展。
同时，计算流体动力学在建筑风工程领域也得到了广泛的应用和发展。
特别是在高层、超高层或复杂体型的建筑结构设计及建筑风环境舒适度评估中，计算流体动力学更逐渐成为一种不可或缺的有效工具。
针对计算流体动力学在高层建筑风荷载研究中的应用，分别就几何模型的建立及网格的划分、边界条件的设定、湍流模型的选择、近壁面的处理等关键环节展开讨论，提出了具有一定实际应用价值的意见和建议。
关键词计算流体动力学；建筑；风荷载RESEARCH STATE AND PERSPECTIVES OF COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS APPLICATIONS IN WIND LOAD ON BUILDINGSLi Wang（Chongqing Jiaotong University Chongqing 400074）Abstract Based on the development of Computer hardware，discretization，formation of grid，the mechanics model and mathematic model，CFD （Computational Fluid Dynamics）has developed quickly in the past decades.And at the same time，it has been applied broadly to Computational Wind Engineering.Especially to high buildings，super high—rise buildings，complex body conformation buildings and Pedestrian wind environment，CFD has been an indispensable effective too1. Focused on the application of CFD in wind load on high building，this paper discussed the formation of geometry model and grid，the set up of boundary condition，the choice of turbulence model and the treatment of wall function.And some useful suggestion has been given.Keywords Computational Fluid dynamics；Buildings；Wind load1 概述1926年一次颶风使美国一座10多层钢框架Meyer—Kiser发生塑性变形，随后世界各地涌现大量高层建筑群，作用在建筑群上的风荷载是建筑物的控制荷载，特别地，与单体建筑物周围的风特性不同，多体建筑物间的气流会相互影响，产生异常复杂的空气动力学现象。
因此，为建造舒适、安全的建筑，在设计阶段对其风荷载及其周围的风环境的舒适度进行研究是很有必要的。
风洞实验是研究建筑物周围风特性的主要手段之一。
1934年，德国的L.Prandtl在哥廷根流体力学研究所（A V A）建造了世界上第一座环境风洞，1965年，在Davenport负责下，加拿大西安大略大学建成了世界上第一个大气边界层风洞。
1970年，伦敦Vauxhall地区的两座高层建筑建造之前，就首次进行了风洞实验来预测建筑物周围的风环境。
之后，人们针对一些理想化的模型和实物微缩模型，开展了大量的风洞实验研究。
在我国，同济大学、湖南大学、大连理工大学、汕头大学相继建造了中小型边界层风洞，哈尔滨工业大学正在建造带有浪槽系统的单回流闭口式双试验段边界层风洞，经过近30多年的努力，我国结构抗风实验技术和风工程研究水平已进入了与世界同步的轨道。
尽管风洞实验在研究高层建筑物周围风环境问题时是非常有效的研究手段之一，但它具有难度大，时间长，费用高，信息量有限等缺点。
随着计算机硬件的不断升级、超级计算机、量子计算机的发展，理论模型的日益进步和计算格式的快速发展，人们开始使用数值方法来对建筑物周围的风环境进行模拟，并通过与风洞实验的对比，不断对数值方法进行修正，使得计算结果基本可以满足工程的需求。
尽管目前的CFD数值模拟方法还存在湍流模型和求解效率等方面的问题，但其在结构风工程领域的发展前景是广阔的。
2 几何模型的建立及网格划分计算域过小必将导致拥塞率的增大，计算结果与真实情况将会出现较大误差。
而如果计算域太大，在保持网格尺度不变的情况下，必将导致网格数的增加，计算量增大，计算周期增长。
合理的计算域是能够准确反映整个绕流流动情况的最小区域。
目前通常使用的计算域选取方法是在高层建筑的长、宽两个方向上选取建筑物截面尺寸的l0—20倍确定计算域，而在高度方向上选取建筑物高度的5倍左右作为计算域的高度。
这种选取方法可保证拥塞率在0.3% 以下。
同时由于建筑物对迎风面的来流基本无影响，而建筑物所造成的尾流会产生较强的漩涡、回流，因此建筑物在计算域内通常置于计算域的前1/3處。
针对高层建筑风载荷问题所研究的三维空间求解区域，由于正交结构化网格数据结构及离散方式简单、数值误差小等优点，运用于规则外形建筑的风场模拟仍具有较大优势。
对于非规则外形的建筑，则可采用拟合逼近法[1，2]。
也有部分学者在研究中使用非结构四面体单元和棱柱单元共同组成的混合网格。
通常情况下，混合网格的求解性能要优于单纯的结构或非结构网格，但同时也提高了网格的生成难度[3]。
一般情况下最终网格数的数量级在左右。
3 边界条件的设定对于入口边界条件，由于气流在来流方向上受到建筑物的影响非常小，因此在来流方向上主要使用的是速度边界条件，目前通用的做法是利用入口边界条件模拟大气边界层风速剖面，其剖面风速符合幂指数分布规律，表达式通常取为，式中、分别为参考高度和参考高度处的风速，z、u 分别为入口边界某高度及其对应的风速；为地面粗糙度，由建筑物处地貌和荷载规范所确定。
更精确的方法是在入口边界条件中加上入口处的湍流度，所加湍流度采用日本荷载规范建议的随高度变化的经验公式：，为梯度风高度，由建筑物处地貌确定，A为常数。
对于侧面和上空面，通常使用对称边界条件，即边界上的法向速度置为零。
对称边界条件在拥塞率较小的计算模型中，精度上可以充分满足工程上所需要的精度。
但王辉等人提出将上空面及侧面变量的法向梯度均设置为零的边界处理方法，实现了同一计算网格能适应不同风向的模拟，提高了正交结构化网格的适用性[4]。
4 湍流模型的选择建筑在风载作用下的雷诺数一般在～，该雷诺数下空气绕过建筑物后的尾流必然是湍流，而该状态下湍流特征量的脉动频率可达10 kHZ。
因此结构风工程研究的重点是湍流作用下的钝体空气动力学。
模式化方法是一种公认的能有效解决湍流问题方法，主要包括基于雷诺平均输运方程建立的各种湍流模型和基于空间过滤平均理论建立的大涡模拟方法。
由于各种湍流模型有着不同的特点，适用于不同的问题，因此，在模拟建筑物周围的风环境问题时，到底什么湍流模型能得到更好的结果，以及如何改进现有的湍流模型，一直是研究的热门课题。
标准模型是目前使用最广泛的基于雷诺平均输运方程的湍流模型，只适合发展非常充分的湍流流动过程模拟，是一种用当地的湍流脉动动能和脉动动能的耗散率来表示涡团粘度的模型。
但是标准模型在用于强旋流、弯曲壁面流动或弯曲流线流动时，会产生一定的失真。
原因是在标准的模型中，对于Reynolds应力的各个分量，假定粘度系数是相同的，即假定是各项同性的标量。
而在弯曲流线的情况下，湍流是各项异性的，应该是各项异性的张量。
通过对标准模型的改进，可以获得修正后的RNG模型和Realizable 模型[5]。
RNG模型是对瞬时的Navier—Stokes方程用重整化群的数学方法推导出来的模型，与标准模型相比，它在方程中增加了附加条件，考虑了具有旋转效应的湍流漩涡，并为湍流的Prandtl数提供了解析公式，有助于处理低雷诺数和近壁流动问题的模拟。
Realizable模型保持了标准模型原有的湍动能的输运方程，它的改进主要体现在的取值与其耗散率方程上。
不再是个常数，而是与平均速度梯度有关，能更好地反应湍流的各项异性的性质。
同时从涡量扰动量均方根的精确输运方程推导出耗散率方程，方程中生成项与湍动能无关，更能体现能量在谱空间的传输，因此Realizable模型对圆口射流和平板射流模拟中，能给出较好的射流扩展角。
与常用的双方程模型不同，雷诺应力模型RSM（Reynolds Stress Mode1）直接求解雷诺平均N—S方程中的雷诺应力项，同时求解耗散率方程。
相比与双方程模型而言，更严格的考虑了流线型弯曲、漩涡、旋转等，包含了更多的物理机理，对于复杂流动有更高的预测精度，应用范围更广，是目前公认的一种最具潜力的湍流模型。
计算实践表明，RSM虽能考虑一些各向异性效应，但并不一定比其他模型效果好，在计算突扩流动分离区和计算湍流输运各向異性较强的流动时，RSM优于双方程模型，但对于一般的回流流动，RSM的结果并不一定比模型好。
由于该模型在二维问题中需要求解5个附加方程，在三维问题中需要求解7个附加方程，因此计算速度也相对较慢。
此外，还有基于滤波思想的大涡模拟LES（Large Eddy Simulation）。
大旋涡模拟方法是采用一种平均法，将流的漩涡分为大涡和小涡并分开处理。
去掉比过滤宽度或者给定物理宽度小的涡旋，对于大尺度涡旋运用N—S方程直接进行数值解，然后通过求解附加方程得到小涡的解。
因此LES是介于直接数值模拟与一般湍流模型理论之间的一种方法，比湍流模式理论更精确，计算精度更高。
在FLUENT中，大涡模拟只能针对不可压流体（当然并非说是密度是常数）的流动。
对于上述几种常用湍流模型，计算结果与试验值的吻合程度从好到差，大体顺序依次为LES、RSM、Realizable模型、RNG模型、标准模型，但迭代计算量也随着计算精度的提高而增大。
在选择湍流模型时，除了要考虑与所求解的问題及现有计算条件相适应外，还要考虑模型对初始条件和边界条件的适用性。
例如在近壁面处，就不能直接使用模型或Reynolds应力模型，而必须借助壁面函数法或低数模型进行模拟。