0x
005805
2024-10-25

B2.4 Усредненное по Рейнольдсу Навье-Стокс - RANS/URANS

Модели RANS (усредненное по Рейнольдсу Навье-Стокса) широко используются в области ветротехники и моделирования турбулентности во всех масштабах длин. Основной подход заключается в разделении скорости на среднюю и турбулентные колебания. Полученные дополнительные неизвестные "закрываются" с помощью усреднения и дополнительных уравнений. В семействе RANS проводится различие между простыми алгебраическими моделями, в которых турбулентность рассматривается как местная турбулентная вязкость, и более распространенными моделями с одним или двумя уравнениями. Последние решить дополнительные уравнения переноса для кинетической энергии и скорости диссипации. Более сложные подходы, такие как метод анизотропного напряжения Рейнольдса, на практике менее распространены.

Модели с двумя уравнениями, в частности модель k-ε и ее варианты, а также метод k-ω или метод SST (перенос напряжения сдвига), являются наиболее используемыми из-за их оптимального соотношения между вычислительными затратами, качеством результатов и и сложность сортировки. Классические модели RANS ориентированы на стационарное равновесие турбулентной задачи, но в отличие от методов LES, они могут быть применены также в двух пространственных измерениях, если задача это допускает.

Для учета временных изменений были разработаны варианты URANS (Нестационарная RANS), в которых вводился переходный момент с переменными шагами времени. Однако данный подход требует особой осторожности, поскольку неявное усреднение по всем временным масштабам усложняет оценку временной точности и может подавить нестационарные эффекты.