雷诺应力传输 (RST) 模型

雷诺应力传输 (RST) 模型也称为二阶矩封闭模型,可通过对控制输运方程进行求解,直接计算雷诺应力张量的分量。

RST 模型取应力张量的约值为:

1. EQUATION_DISPLAY
TRANS=-ρR+23tr(R)I
(1307)

其中:

  • ρ 为密度。
  • I 为单位张量。

R 为雷诺应力张量,定义为:

2. EQUATION_DISPLAY
R=(u'u'¯u'v'¯u'w'¯u'v'¯v'v'¯v'w'¯u'w'¯v'w'¯w'w'¯)
(1308)

RST 模型求解 R 的每个分量的输运方程。

由于雷诺应力传输方程本身考虑了湍流各向异性、流线曲率、旋流旋转和高应变率的影响,因此与涡流粘度模型相比,RST 模型可能更准确地预测复杂流。

通常,RST 模型的发展起点为雷诺应力的精确微分传输方程,该方程通过将瞬时纳维-斯托克斯方程乘以波动属性,然后对所得积进行雷诺平均而推导得出(有关此精确方程,请参见 [344])。在生成的方程中,瞬态、对流和分子扩散项不需要建模。其余需要建模的项包括湍流扩散项、耗散项,可能还有难度最大的压力应变项。在过去几十年,这些项的相应模型已受到很多关注,[345] 中评论了其中某些模型。

要对压力应变项建模,需要在 Simcenter STAR-CCM+ 中实现以下方法:

  • 线性压力应变模型
  • 二次压力应变模型

线性压力应变模型可用于高 y+ 壁面处理,还适用于两层公式,因此其同样适用于壁面。

二次压力应变模型及其低雷诺数变体(即椭圆混合模型)均基于最新且最精确的压力应变项公式。因此,在大多数情况下,可能需要选择这些模型,首选是椭圆混合模型,因为它还包含适用于全 y+ 网格的特定处理。二次压力应变模型仅适用于高 y+ 壁面处理(即,使用壁面函数),而不会求解受粘性影响的近壁区域。