K-Omega 模型参考

K-Omega 湍流模型可用于计算湍动能 和单位耗散率 ,以提供封闭的雷诺平均纳维-斯托克斯方程。 k ω

模型概述

模型名称和缩写 SST (Menter) K-Omega*(剪切应力传输 (Menter) K-Omega) SST M KO
标准 (Wilcox) K-Omega ST W KO
理论 请参见理论指南 — K-Omega 模型。
提供方式 [物理连续体] > 模型 > K-Omega 湍流模型
节点路径示例 连续体 > Physics 1(物理 1) > 模型 > SST (Menter) K-Omega
要求
  • 空间:轴对称、二维或三维
  • 时间:稳态、隐式非稳态、PISO 非稳态或谐波平衡
  • 材料:气体、液体、多相、多组分气体或多组分液体
  • 粘滞态:湍流
  • 湍流:雷诺平均纳维-斯托克斯
  • 雷诺平均湍流:K-Omega 湍流
属性 请参见属性查找。
激活 物理模型
  • 壁面距离:壁面距离*
  • K-Omega Wall Treatment(K-Omega 壁面处理):全 y+ 壁面处理、高 y+ 壁面处理和低 y+ 壁面处理
  • 可选模型:湍流粘度用户比例缩放
模型控制(子节点)
初始条件 请参见 K-Omega 初始条件参考。
边界输入 请参见 K-Omega 边界参考。
区域输入 请参见 K-Omega 区域参考。
求解器
  • K-Omega 湍流
  • K-Omega 湍流粘度
请参见 K-Omega 求解器参考。
监视器
  • Sdr(单位耗散率)
  • Tke(湍动能)
场函数
  • Effective Viscosity(有效粘度)
  • Kolmogorov 长度尺度
  • Kolmogorov 时间尺度
  • 单位耗散率
  • Strain Rate Tensor Modulus(应变率张量模量)
  • 泰勒微尺度
  • 湍动能
  • Turbulent Viscosity(湍流粘度)
  • 湍流粘度比
  • 湍流耗散率
请参见 K-Omega 场函数参考。

属性查找

下表显示不同的 K-Omega 湍流模型使用了哪些属性。使用上述“模型概述”中给定的缩写。

SST M KO ST W KO
a1
Eqn. (1197) 和 Eqn. (1198) 中的系数 。a1
Alpha
Eqn. (1205) 中的系数 。α
β
Eqn. (1202) 中的系数 。β
β1
Eqn. (1209) 和 Eqn. (1211) 中的系数 。β1
β2
Eqn. (1209) 和 Eqn. (1212) 中的系数 。β2
β*
Eqn. (1200) 和 Eqn. (1201) 中的系数 。β*
可压缩性校正
控制是否应用可压缩性校正来考虑膨胀耗散。
此校正与不可压缩流无关。
可压缩性参数
用于提供参数 Zeta_Star 以修改 Eqn. (1247) 和 Eqn. (1248) 中的模型系数的子节点。

有关何时应用可压缩性校正的准则,请参见考虑可压缩性效应。

本构选项
控制使用的本构关系类型。考虑在各向异性湍流情况下应用非线性关系。请参见考虑湍流各向异性。
  • 线性:选择 Boussinesq 近似隐含的线性本构关系(请参见 Eqn. (1129))。
  • QCR:选择二次本构关系(请参见 Eqn. (1226))。
  • 三次:选择三次本构关系(请参见 Eqn. (1227))。
对流
控制对流格式。
  • 一阶:选择一阶迎风对流格式。
  • 二阶:选择二阶迎风对流格式。
曲率校正选项
控制是否要应用曲率校正以提供强(流线)曲率和坐标系旋转效果。
打开时,将应用曲率校正因子 ,以根据局部旋转速率和涡旋速率更改湍动能结果项(请参见 Eqn. (1203))。 fc 仅当具有稳定求解时,才可使用此选项以改善结果。
曲率校正参数
用于提供参数 Cr1、Cr2、Cct 和上限 () 以使用 Eqn. (1272) 来计算 的子节点。 Cmax⁡ fc

有关何时应用曲率校正的准则,请参见考虑强流线曲率和坐标系旋转。

自由剪切修正
控制要用于自由剪切修正的方法。
  • 无:不包括修正。
  • 耗散限制器:Eqn. (1216) 中详细说明的修正。
  • 交叉扩散限制器:Eqn. (1217) 中详细说明的修正。

有关何时应用自由剪切修正的准则,请参见改善对自由剪切流的预测。

卡帕
系数 ,请参见 Eqn. (1211) 和 Eqn. (1212)。κ
低雷诺数阻尼修正
打开时,将包含低雷诺数修正。
低雷诺数阻尼参数
用于提供参数 RBeta ()、Rk () 和 Rw () 以修改 Eqn. (1220) 至 Eqn. (1225) 中的模型系数的子节点。Re⁡βRe⁡kRe⁡ω

有关何时应用低雷诺数修正的准则,请参见考虑低雷诺数效应。

法向应力项
此属性是一个显式项,根据完整的 Boussinesq 近似直接合并发散和湍动能 。 -23ρkI

打开时,应力张量建模如下:

TRANS=2μtS-23(μt∇⋅v+ρk)I

湍流结果使用下式建模:

Gk=μtS2−23ρk∇⋅v¯−23μt(∇⋅v¯)2

关闭时,应力张量建模如下:

TRANS=2μtS-23(μt∇⋅v)I

湍流结果假设为:

Gk=μtS2−23μt(∇⋅v¯)2

默认情况下,此属性处于关闭状态,在这种情况下,物理量 将并入压力,导致压力略有不同。 -23ρkI 但即使未显式包括此项,结果仍会相同。

在不可压缩流中,仅压力梯度起作用,因此此设置对结果没有影响。但在可压缩流中,理想气体定律 (Eqn. (630)) 中将使用压力绝对值。如果 初始化效果不佳,激活此选项可能会影响求解收敛。k

可实现性选项
选择是否将限制器应用于湍流时间尺度。可用的选项包括:
  • 无 - 不应用限制器。
  • 德宾尺度限制器 - 激活湍流时间尺度上的德宾可实现最小约束。这是默认设置。
  • 涡旋限制器 - 在 Eqn. (1196) 和 [eqnlink] 中激活湍流时间尺度的涡旋限制器。激活时,提供涡旋系数节点。仅当选择 VOF 波模型作为流体体积 (VOF) 多相模拟的一部分时才可用。
可实现系数
指定可实现系数 C T ,以使用 Eqn. (1195) (ST W KO) 和 Eqn. (1198) (SST M KO) 计算湍流时间尺度 T 。
有关何时激活德宾可实现约束的指南,请参见克服 K 意外大幅增长。
涡旋系数
指定用于计算湍流时间尺度的涡旋系数。这是 Eqn. (1196) (ST W KO) 和 [eqnlink] (SST M KO) 中的项 λ 2 β β * α 。

有关何时激活涡旋限制器的指南,请参见“自由表面波的湍流阻尼”。

二阶梯度
忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。
  • 打开:包括两个二阶梯度。
  • 关闭:排除两个二阶梯度。
  • 仅限内部:仅包括内部二阶梯度。
  • 仅限边界:仅包括边界二阶梯度。
Sdr 最小值
已传输变量 允许的最小值。ω适当的值是一个大于计算机最小浮点数的较小数值。
Sigma_k
Eqn. (1201) 中的系数 。σk
Sigma_k1
Eqn. (1213) 中的系数 。σk1
Sigma_k2
Eqn. (1213) 中的系数 。σk2
Sigma_w
Eqn. (1202) 中的系数 。σω
Sigma_w1
Eqn. (1214) 中的系数 。σω1
Sigma_w2
Eqn. (1214) 和 Eqn. (1207) 中的系数 。σω2
Tke 最小值
已传输变量 允许的最小值。k适当的值是一个大于计算机最小浮点数的较小数值。
涡流延伸修正
打开时,将包含 Eqn. (1218) 至 Eqn. (1219) 中详细介绍的涡流修正。

有关何时激活涡流修正的准则,请参见克服圆柱/平面射流异常。