湍流阻尼

在大尺度交界面附近，将形成边界层，且流体接近层流。要模拟此物理现象，需要对靠近交界面的湍流施加阻尼。这通过指定大尺度交界面附近的湍流生成和/或耗散率来实现。

K-Omega 模型的 Egorov 湍流阻尼处理

根据 Egorov [517] 以及 Lo 和 Tomasello [506]，针对交界面区域中的两相，使用对称阻尼过程将交界面建模为移动壁面。

交界面湍流阻尼模型使用低雷诺数处理来指定大尺度交界面附近的比耗散率：

图 1. EQUATION_DISPLAY

ω_{i} = B \frac{6 μ_{i}}{β^{*} ρ_{i} l_{d}^{2}}

(2317)

其中：

要强制使用

ω_{i}

作为边界条件，为比耗散率方程添加一个源项，如下所示：

图 2. EQUATION_DISPLAY

S_{ω} = α_{i} | \nabla α | \cdot l_{d} β^{*} ρ_{i} {(ω_{i})}^{2}

(2318)

其中：

K-Omega 和 K-Epsilon 模型的壁面类型湍流阻尼处理

Egorov 湍流处理的一种替代方法是，在近交界面网格单元处使用高雷诺数壁面处理来直接指定湍流量。此方法使用大交界面检测模型来确定一个网格单元厚的交界面。为在交界面的每侧都包含一个近壁网格单元的每个大型交界面网格单元创建一个模板。

使用 K-Omega 模型时，比耗散率 $ω_{i}$ 和生成率 $P_{i}$ 计算如下：

图 3. EQUATION_DISPLAY

ω_{i} = C \frac{u_{*, i}}{\sqrt{β^{*}} κ l_{d}}

(2319)

图 4. EQUATION_DISPLAY

P_{i} = \frac{ρ_{i} u_{*, i} {(u_{t, \lim, i})}^{2}}{κ l_{d}}

(2320)

使用 K-Epsilon 模型时，湍流耗散率 $ε_{i}$ 和生成率 $P_{i}$ 计算如下：

图 5. EQUATION_DISPLAY

ε_{i} = C \frac{{(u_{*, i})}^{3}}{κ l_{d}}

图 5. EQUATION_DISPLAY

P_{i} = \frac{ρ_{i} u_{*, i} {(u_{t, \lim, i})}^{2}}{κ l_{d}}

(2322)

(2321)

其中

$C$ 为阻尼标定常数。
$κ$ 为冯·卡门常数。
$u_{t, \lim}$ 为有限切向速度，计算为 $u_{t, \lim} = \min (u_{t}, u_{t, \max})$ 。 $u_{t, \max}$ 为用户指定的最大切向速度。邻近网格单元处的切向速度计算为 $u_{t} = u - u Δ α$ 。
$u^{*}$ 为速度比例（请参见壁面函数）。