椭圆混合模型

Manceau 和 Hanjalić 的椭圆混合 RST 模型 [334] 是一种低雷诺数模型,基于准线性二次压力应变项的不均匀近壁公式。该混合函数可用于混合压力应变项的粘性子层和对数层公式。此方法需要求解混合参数 α 的椭圆方程。Lardeau 和 Manceau [341] 已修改 Simcenter STAR-CCM+ 中实现的模型版本。

Manceau 和 Hanjalić 的压力应变模型基于压力应变和耗散的近壁和二次压力应变模型的混合:

1. EQUATION_DISPLAY
ϕ̲ε̲=(1α3)(ϕ̲wε̲w)+α3(ϕ̲hε̲h)
(1332)

其中,混合参数 α 为椭圆方程的解:

2. EQUATION_DISPLAY
αL22α=1
(1333)

在外区域中,使用准线性版本的 Sarkar、Speziale 和 Gatski [345] 模型:

3. EQUATION_DISPLAY
ϕ̲h=[C1ρε+C1str(P+G)]A+(C3C3sA:A)ρkS+C4ρk(SA+AS23A:SI)+C5ρk(WA+AWT)
(1334)

其中:

在近壁层中:

4. EQUATION_DISPLAY
ϕ̲w=5ρεk[RN+NR12R:N(N+I)]
(1335)

其中,N=nn 根据壁面法向矢量 n 计算,定义如下:

5. EQUATION_DISPLAY
n=ααα
(1336)

对于耗散率,外区域和近壁层公式如下:

6. EQUATION_DISPLAY
ε̲h=23εI
(1337)
7. EQUATION_DISPLAY
ε̲w=Rεk
(1338)

湍流长度尺度 L 定义如下:

8. EQUATION_DISPLAY
L=Clmax(k3/2ε,Cην3/4ε1/4)
(1339)

其中:

对于椭圆混合模型,涡流粘度 μt (Eqn. (1312)) 重新定义如下:

9. EQUATION_DISPLAY
μt=ρCμkT
(1340)

其中:

  • Cμ模型系数
  • T 为湍流时间尺度,计算如下:
    10. EQUATION_DISPLAY
    T=max(kε,Ctνε)
    (1341)

    其中,Ct模型系数

还会将额外的源项添加到 ε 的传输方程 (Eqn. (1169)),以再现耗散率的正确近壁行为:

11. EQUATION_DISPLAY
E=A1ν(R:N)kε(1α3)[(S.nn)]2
(1342)

其中,A1模型系数

模型系数

A1 C1 C1s C3 C3s C4 C5
0.115 1.7 0.9 0.8 0.65 0.625 0.2
Cl Ct Cη
0.133 6 80