k-ε模型的原理和应用

《k-ε模型的原理和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、k-ε模型的原理和应用学号：20903182报告人：余江滔一、k-ε模型的原理k-ε模型是两方程湍流模型中最具代表性的，同时也是工程中应用最为普遍的模式。湍流被称为经典力学的最后难题，原因在于湍流场通常是一个复杂的非定常、非线性动力学系统，流场中充满着各种大小不同的涡结构。整个湍流场的特性都取决于这些涡结构的不断产生、发展和消亡，同时，这些涡结构之间又不断发生着复杂的相互作用，这就使得对湍流现象的理解、描述和控制变得十分困难。对于单相流动，科学界已经有较为成熟的湍流封闭模型。k-ε模型包括RNGk-ε模型和标准k-ε模型等，下面简要介绍一下。1、RNGk-ε模型湍流产生和消散的传输模型和k-

2、ε模型的一样，只是模型常量不一样。原来的定真由函数代替。式中2、标准k-ε模型双方程模型把紊流粘性与紊动能和耗散率kε相联系，建立起它们与涡粘性的关系，这种模型在工程上被广泛采纳。ε−k双方程模型是由英国帝国学院Spalding教授领导的研究小组于1974年提出的，后来被应用界广泛采纳。k-ε模型假设湍流粘性和湍动能及耗散率有关，标准的k-ε方程形式为：+=p-ε+[(μ+)]+=-+[(μ+)]=其中，k，ε分别为湍动能和湍流耗散率，为湍动能生成项，为湍流粘性系数，模型常数分别为：=1.44，=1.92，=1.3，=1.0，=0.09二、k-ε模型的应用k-ε模型是目前应用最广泛的两方程紊

3、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散项间的不平衡，这种模型并不能很好地模拟空化流动。除了标准k-ε模型外还诸如RNGk-ε模型等多种改进模

4、型，这些模型在预测浮力影响、强旋流、高剪切率、低雷诺数影响等方面都较准确，对大多数工业流动问题能够提供良好的特性和物理现象预测。X