尺度解析混合 (SRH) 湍流

尺度解析混合 (SRH) 湍流模型是一个连续的混合 RANS-LES 模型，它将 LES 的准确预测功能与 RANS 的低计算成本相结合。在精细网格上，当时间步较小时，SRH 方法使 RANS 模型可以连续切换到 LES 模式并以解析大尺度湍流结构的非稳态信息。在 Simcenter STAR-CCM+ 中，此混合方法可应用于 K-Epsilon 模型和 K-Omega 模型。

为 SRH 方法求解的方程由空间-时间滤波获得。每个求解变量 $\varphi$ 都将分解为过滤值 $\overline{\tilde{\varphi }}$ 和子过滤值 $\varphi \prime$ ：

其中， $\varphi$ 表示速度分量、压力、能量或组分浓度。

SRH 滤波器可确保在滤波器时间宽度较大时，输运方程等效于 RANS 方程；而在滤波器时间宽度较小时，方程等效于 LES。在这些时间尺度之间，时间步和网格尺寸决定湍流结构的分辨率。有关更多背景信息，请参见 [337]。

将分解的求解变量插入到纳维-斯托克斯方程中会生成质量、动量和能量的已滤波输运方程，这些方程看起来与为 RANS 模拟和 LES 模拟求解的输运方程相同。但是，应力张量 ${\mathbf{\text{T}}}_{SFS}$ 现在表示子滤波尺度应力。

这些应力使用布西内斯克逼近法进行建模：

其中：

• $\mathbf{\text{S}}$ 为应变率张量，由 Eqn. (1130) 给定并且通过已求解的速度场 $\overline{\tilde{v}}$ 计算得出。
• $\rho$ 为密度。
• $k_{SFS}$ 为子滤波尺度湍动能。
• $I$ 为单位张量。

湍流涡粘度 ${\mu }_t$ 由相应的 RANS 模型定义，并且是湍流时间尺度和湍动能的函数。对于 SRH 方法，子滤波尺度湍动能 $k_{SFS}$ 由输运方程的求解给定，该方程看起来与相应的 RANS 方程相同。但是， $\epsilon$ 将替换为 ${\psi }_H\epsilon$ ，其中参数 ${\psi }_H$ 包含一个屏蔽函数，该函数可防止在近壁面区域应用 LES 模式。