转换
术语转换指边界层中层流到湍流的转换现象。转换模型与湍流模型一起使用可以预测湍流边界层中的转换开始。
通常有三种主要转换模式 [369]：
- 自然转换：层流边界层受到弱扰动，变得线性不稳定并超出临界雷诺数，此时所谓的 Tollmien-Schlichting 波开始增长。
- 旁路转换：对边界层外部的大扰动（通常为湍流等级超过 1% 的自由流）作出响应的转换过程。
- 分离流转换：层流边界层的分离导致的转换。通常，湍流导致的混合增强会使层流边界层重新连接，从而在转换位置上游形成层流分离气泡。
其他重要的转换机制示例包括：粗糙度引发的转换（通常在实验中用于“往返”边界层，趋向完全湍流状态）或交叉流引发的转换。
由于从理论上衍生了湍流模型来预测完全湍流，因此需要转换模型。仅有的例外是低雷诺数 K-Epsilon 模型和椭圆混合模型，其中包括近壁湍流涡粘度和湍流耗散率的阻尼函数（例如，标准 K-Epsilon 低雷诺数模型、标准椭圆混合模型或滞后椭圆混合模型）。在某些流动条件下，这些模型表现出一定的转换行为 [376]。但是，这种转换预测更多的是由于稳定求解之间的数学分歧所造成，而非所需的特征。
在 Simcenter STAR-CCM+ 中，当前可使用两种方法考虑转换：
- 湍流抑制模型 — 此模型仅通过抑制某预定义区域中的湍流便可模拟转换效应，可与任意湍流模型结合使用。
- Gamma ReTheta 转换模型和 Gamma 转换模型 — 这两个模型都基于相关性且可求解与 SST K-Omega 湍流模型耦合的额外传输方程。对于标准 Spalart-Allmaras 湍流模型，Simcenter STAR-CCM+ 提供 SA Gamma 转换模型。
湍流抑制模型是一种零方程模型，因此速度最快且开销最低，但要求已知转换位置。
Gamma ReTheta 转换模型和 Gamma 转换模型开销更高，但具有真正的预测功能。除了双方程 SST K-Omega 模型，Gamma ReTheta 转换模型还求解两个额外的传输方程。Gamma 转换模型仅求解一个方程，因此与 Gamma ReTheta 转换模型相比，其速度更快且计算开销更低。