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1、由于航发燃烧室中的流动特性极其复杂，要想提高数值计算的预测能力，必须要慎重选择湍流模型。用四种不同的湍流模型对带双径向旋流杯的下游流场进行数值模拟，将计算结果与实验结果作对比，比较各湍流模型的原理和物理基础，优劣，并分析流场速度分布和回流区特性。涉及的湍流模型：标准k- 湍流模型（SKE）1标准k- e湍流模型有较高的稳定性，经济性和计算精度，应用广泛，适合高雷诺数湍流， 但不适合旋流等各向异性较强的流动。2简单的湍流模型是两个方程的模型，需要解两个变量，即速度和长度。在fluent中，标准k- e湍流模型自从被 Launder and Spalding 提出之后，就变成流场计算中的主要工具。
2、其 在工业上被普遍应用，其计算收敛性和准确性都非常符合工程计算的要求。3但其也有某些限制，如e方程包含不能在壁面计算的项，因此必须使用壁面函数。另外， 其预测强分离流，包含大曲率的流动和强压力梯度流动的结果较弱。它是个半经验的公式，是从实验现象中总结出来的。动能输运方程是通过精确的方程推导得到，耗散率方程是通过物理推理，数学上模拟相似原型方程得到的。应用范围：该模型假设流动为完全湍流，分子粘性的影响可以忽略，此标准K-模型只适合完全湍流的流动过程模拟。可实现的k- e模型是才出现的，比起标准 k- e模型来有两个主要的不同点：可实现的k- e模型为湍流粘性增加了一个公式。为耗散率增加了新的传输
3、方程，这个方程来源于一个为层流速度波动而作的精确方程。术语“realizable ”，意味着模型要确保在雷诺压力中要有数学约束，湍流的连 续性。应用范围：可实现的k- e模型直接的好处是对于平板和圆柱射流的发散比率的更精确的预测。而且它对于旋转流动、强逆压梯度的边界层流动、流动分离和二次流有很好 的表现。可实现的k- e模型和RNG- e模型都显现出比标准k- e模型在强流线弯曲、漩 涡和旋转有更好的表现。由于带旋流修正的k- e模型是新出现的模型，所以还没有确凿的证据表明它比 RNG k- 模型有更好的表现。但是最初的研究表明可 实现的k- e模型在所有k- e模型中流动分离和复杂二次流有很
4、好的作用。该模型适合的流动类型比较广泛，包括有旋均匀剪切流，自由流（射流和混合层）， 腔道流动和边界层流动。对以上流动过程模拟结果都比标准 k- e模型的结果好， 特别是可再现k- e模型对圆口射流和平板射流模拟中， 能给出较好的射流扩张。可实现k-?湍流模型（RKE1可实现k- ?湍流模型(RKE较之前两种k- 湍流模型的优点是可以保持雷诺应力与真实 湍流一致，可以更精确的模拟平面和圆形射流的扩散速度，同时在旋流计算，带方向梯度压强的边界计算和分离计算等问题中，计算结果更符合真实情况，同时在分离流计算和带二次流的复杂流动计算中也表现出色。但是，在同时静止区和旋转的流场计算中，比如多重参考系，
5、旋转滑移网格等计算中，会产生非物理湍流粘性，因此在此类计算中应该慎重选用。2可突现*喑摄型是近期才出现的.比起标港上七段型.可实现模型为湍流粘性增加 个公式，可实现*5接不还为耗热率措加了新的传方程，这个方程来源于一个为层疏速度脉初 向作的精砒方用 1可寞理” 同意味着榄喂中与南诺应力有儿的累清是某些教学限制.，真阳 流动的物理情况相打.如.南诺帆切应力项的地瓦兹不等式标湘3”滴流 用4Vl和席不奥化村(RNG) * 湍源模鬼并不是同实现的 可冥理( Rwli/abk)Sit流模型的惘在于算箧技器地Hi常平血和90形时流扩散作用.而El它对族必流动,强逆压桥度的边界 层海项.流动分离和二次流栉
6、很好的表现.可寞现工.工模型和RNG匕-工模型在蜀流线方曲.浪洞和陡转方面比标布上匕模型有更好的& 现.由干叼实现*书模型是新出现的模型,四此现在还没有确雷的证据表明它比RNG*/模墙有 更好的晨就口但是些研究表明可突现*模到在91蒲流动分离和宣杂二次流方面有很好的作用、可失地上/程蟹的一个不足是.在汁算旋转和惮态湎动M域时不能提供自然的寓也帖度 这 是因为可实现仙，模不在定义温时粘度时学点了平均的度的影晌 这种题外的旋转套哨已经在单 一旋转参考系中得到证实.而目表现要好于标准*模型口由于这些修改.在把它应用于多重参 看系统中时瑞春注意雷诺应力平均湍流模型(RSM)i雷诺应力模型没有采用涡粘性
7、各项同性假设，在理论上比前面的湍流模式理论精确很多, 直接求雷诺应力分量的输运方程，适用于强旋流。237)芾甫压力极M ( KSM ),在FLUENT中,RSM是裱精地开发的横吊.放寿等方性辿界魂度便设，RSM使得律平均 ME2k.方程封.“袂大于方善中的甯诏范力,还有林做速率的不封册问题这点味日 二维演动中加入4个方程,而在三堆滚动中E人广7个方程，以能封闭方程的、由于RSM比单方程和双方程模暇更加严格蟾号虚了流或啜弯曲、施飘、旋转相张力快速变 化.因此它财子星杂流域有更高的模海潜力,但基这料他翻17限于与雷诺保力行关的方再压 力张力相耗微速率裱认力是使RSM慢型预测陆度降低的主要因索.因为
8、FLUENT模电时R5M模型进行优化，在FLUENT中应卬时.KSM模型并小由是国为 比筒雌模耀灯而花懵更参的计算机资源.而且.在尊德雷诺乐力的各向舁性时，必须用RSM WfS. RSM典坦的应用包括幽风流如.想烧室高速旋转通、性道中 次流苫 尤其是强加流汪M.他用 小模帆或上模型晶而能正畸情涮流过程.此时R有RSM保军才优茯得强箕流流动的精确皓果大涡模拟(LES)1I 8）大火模型（LES）.湍流就闲中起I：导竹用的是大尺寸的甑制.小尺寸的泼涡主要引起温流动屈的扩放 界论I 可以逋过直接数值模KU DNS湍漉模型.怛是在实际工程中并不可行.它的计算代批人人，不 实用.传统的流场计算方法是用N
9、vio-价Me方程.即RAN导法.在使用此方法模报时,所有 的浦流流场都可以攀抵：母上.LES法的计算和精确度虻于DN$上j RANS之间 商电地讲. LES限例呈大尺寸旋涡有接求耕.而小尺4谶弱根拟求解.使用LE%模型的联朝如下 动51,庖量.傕研主要加大尺寸淑涡传输 大满在流动中起主导作用,它十在要由流功的儿何体和边界条件来瑜定 小满不起主导作用（尺寸上），但其决方法更具有通用性。 当仅有小涡时，更容脑创建通用的模驾.届实际工程中使用大券模艰时.其需要高曦的睥格划分.这需要据大的计算代价，只有计 总机幌件件他大蚓提存或齐采用牌打运其时.LEW才M他用尸实除程计算。重整化群RNG匕湍流模型1
10、重整化群RNGk- e湍流模型可以计算低雷诺数湍流，其考虑到旋转效应，对强旋流计算精 度有所提高。RN0*飞稷型来源T产格的统计技术.它和林祥上不模型很相似.但星RNG bE榄型启方 理中加广一个条件，从而有效地提高精度RNGJt：悔型考点前浦旗洞，糙高住这方面的 精亶.RNGJS论为温就Prandtl数提供一个螂折公式,而除鹿上模型使用的是用户提供的经 新总数1m H坏毒氐模刚超一种高霸诺数的嘤邛.RNG押纶盘供一个专恋低雷诺数流动粘性 的折公式.这普公式的效用借,者正处理近壁区域e这些特点使得RNG上收模型比林曜 hr模型在咆广泛的激动中有电高的可信度和精度.在重霍规化IT I RNG）*/*流模型中,其方程中的常数由假忸羡化酬理位得到并包 含睚嶷已流动奴应和解悔正的于模型:青整短化解（RNG） 上F潮流模型在复杂剪切流动、含 W切率的淹动.艇流和分F流场合中的值肉比标准I流小邪蒙好