Spalart-Allmaras 湍流

Spalart-Allmaras 湍流模型是单方程模型,它可对已修正扩散率 ν˜ 的传输方程进行求解,以确定湍流涡粘度。

此方法与很多早期的单方程模型不同,这些模型求解湍动能传输的方程,并且需要长度尺度的代数规范。(请参见 [302]。)

该原始模型主要开发用于航空航天工业,并且具有易于在非结构化 CFD 求解器中实现的优势(与诸如 Baldwin-Lomax [297] 和 Johnson-King [299] 模型等更传统的航空航天模型不同)。由于非结构化 CFD 方法在航空航天工业中的应用日益广泛,此优势让该原始模型的受欢迎程度持续提高。

原始 Spalart-Allmaras 湍流模型的作者提供了关于相连边界层且流体轻微分离(如经过机翼的流体)的结果。对于这些情况下的流体类型,可以期待模型产生最佳结果。Wilcox [303] 为模型提供自由剪切流扩散率。虽然可以为尾流、混合层和径向射流获得可接受的结果,但是平面射流和圆柱射流的预测扩散率并不精确。因此 Wilcox 总结,该模型不适合涉及类似射流的自由剪切区域的应用。此外,与诸如 K-Epsilon 和 K-Omega 或者雷诺应力传输等双方程模型相比,该模型可能也不太适合涉及复杂再循环和体积力(如浮力)的流体。

Spalart-Allmaras 模型变体

Simcenter STAR-CCM+ 中实现了以下 Spalart-Allmaras 模型变体:

此外,所提供前两个变体的单独版本用于谐波平衡。

标准 Spalart-Allmaras

标准的 Spalart-Allmaras 模型是低雷诺数模型,这意味着会在不具有壁面函数的情况下应用该模型。

根据该模型公式,可以准确地求解包括粘性子层在内的整个湍流边界层,并且可以对精细网格(较小的 y+ 值)应用该模型。在 Simcenter STAR-CCM+ 中,此模型也可用于全 y+ 壁面处理。

要考虑湍流的各向异性,Simcenter STAR-CCM+ 为标准 Spalart-Allmaras 模型提供了二次本构关系。

Spalart-Allmaras 分离涡
请参见 Spalart-Allmaras 分离涡模型