控制 K-Omega 模型

考虑强流线曲率和坐标系旋转

曲率校正是一个根据局部旋转速率和涡旋速率更改湍能结果项的因子。

曲率校正参数节点提供了许多属性，可用于控制曲率校正因子。激活曲率校正选项属性时，该节点将作为任何 K-Omega 模型节点的子节点激活。

默认情况下，此功能已停用。只有对于具有强流线曲率或快速旋转参考坐标系的情况，才有必要使用此功能。仅当具有稳定求解时，才可激活此功能以改善结果。

克服 K 意外大幅增长

事实表明，[314] 双方程模型可预测湍动能在滞止点流处的意外大幅增长。这个问题可能会对流体求解的其余部分产生不利影响。为了解决这一问题，已提出湍流时间尺度的下限，它将对涡流粘度公式施加“可实现性”约束。父模型对象的可实现性选项属性需设为德宾尺度限制器。

通过观察翼面上的流的两种求解差异，即可看出此系数的影响。在如下所示的第一个求解中，“可实现性选项”并未激活。可以清楚地看到湍流累积在滞止点处。在第二个求解中，“可实现性选项”已激活。

此时间尺度可实现性约束默认应用于 Simcenter STAR-CCM+ 中的 K-Omega 湍流模型。

自由表面波的湍流阻尼

在自由表面流中，双方程湍流模型偶尔会预测在波下的近势流区内（两个流体的交界面处）存在过量的湍流粘度和明显的速度梯度。这导致湍动能和涡流粘度的快速产生。此现象影响流体动力学的各个方面，尤其是波动力学，导致多个波长的波幅逐渐降低，这通常用于船舶和海洋模拟。因此，这可能会影响作用于结构的预测力、船舶承受的阻力和破浪。

为了克服此效应，使用涡流粘度湍流时间尺度的限制器，对湍流阻尼施加涡旋系数约束。要应用湍流阻尼，将 K-Omega 湍流模型的可实现性选项属性设为涡旋限制器。此方法仅适用于使用 VOF 波模型的流体体积 (VOF) 波模拟。

通过观察下面显示的船舶波的两种求解的差异，即可看出此系数的影响。在第一种求解中，涡旋限制器可实现性选项未激活，发生了波阻尼。在第二种求解中，涡旋限制器可实现性选项已激活，波幅值（Z 向位置）得以保留。

可实现性选项：无	可实现性选项：涡旋限制器

有关更多信息，请参见可实现性选项。

考虑低雷诺数效应

当预测接近表面的湍流物理量至关重要，或者使用低雷诺数流时，需要 K-Omega 模型的低雷诺数阻尼修正属性。

低雷诺数阻尼参数子节点提供了许多属性，可用于控制阻尼修正。

默认情况下，此功能已停用。对于低 $y^{\text{+}}$ 壁面处理，无需此选项。此选项仅适用于“转换流”。尽管它需要进一步发展才能成为稳定可靠的转换模型，但它目前可以在一定程度上处理层流气泡转换。它与 Gamma ReTheta 转换模型不兼容。

克服圆柱/平面射流异常

几乎所有双方程模型都会预测圆柱射流的扩散率大于平面射流的扩散率，而在实验中观察到的效果则相反。标准 (Wilcox) K-Omega 模型的涡流延伸修正属性可用于消除此问题。此模型适用于流与表面分离的大多数情况。

默认情况下，此功能已停用。

考虑可压缩性效应

利用为 K-Omega 模型实现的可压缩性校正功能，可以考虑膨胀耗散并更准确地预测可压缩性效应较为显著的流。

可压缩性参数节点提供了许多属性，可用于控制可压缩性校正。激活可压缩性校正属性时，该节点将作为任何 K-Omega 模型节点的子节点激活。

改善对自由剪切流的预测

自由剪切修正有助于更准确地预测自由剪切层（如喷射层和混合层）占主导的流，或者自由流湍流较高的流。

自由剪切修正属性可用于标准 (Wilcox) K-Omega 模型，默认情况下已停用。下列修正方法可用：

• 耗散限制器
• 交叉扩散限制器

考虑湍流各向异性

通过扩展 Boussinesq 近似以包括应变和涡旋速率张量的非线性函数，可以考虑湍流各向异性。通过使用非线性本构关系，可以为强二次再循环、流线曲率或普遍存在极高非平衡条件的流提高湍流预测。

本构选项属性可用于 SST (Menter) K-Omega 模型。可使用两种非线性关系：

• QCR（二次本构关系）
• 三次

二次关系通过更准确地预测二次流来提高 SST (Menter) K-Omega 模型的性能。

三次关系通过包括速度梯度的三次函数来扩展二次关系的非线性本构关系。这些额外项将提高 SST (Menter) K-Omega 模型对流线曲率的灵敏度。