В модели k-ε и ее вариантах используются две специфические для турбулентности величины: кинетическая энергия турбулентности и диссипация турбулентности. Кинетическая энергия турбулентности определяется с помощью трех интенсивностей турбулентности Ix,Iy и Iz следующим образом:
У соотношений из раздела B2.1.2 коэффициент α зависит исключительно от интенсивности продольной турбулентности:
Рассеяние турбулентности коррелирует с интегральным масштабом длин Lt, энергией турбулентности k и константой Cμ :
В некоторых реализациях используется длина микширования Lt-mix вместо интегральной шкалы длин. При применении модели k-ε к атмосферным потокам, турбулентная вязкость, как правило, ограничивается максимальным значением κ⋅z (постоянная Кармана κ = 0,41 и высота z ), чтобы избежать нереально высоких значений турбулентной вязкости. Характерный вихрь с горизонтальной осью не должен превышать двойное расстояние до земли.
Модель k-ε является одним из наиболее часто используемых методов моделирования потоков благодаря своей численной устойчивости и возможности использовать относительно большие ячейки вблизи стен. Несмотря на свою известность, она обладает определенными недостатками, которые можно скорректировать посредством соответствующих модификаций:
- Проблема точки торможения:
Модель имеет тенденцию завышать кинетическую энергию и давление турбулентности в критических точках, что может повлиять на моделирование разрывов на передних кромках. Улучшенные варианты, такие как модель RNG, модель «реализуемого k-ε» или модель MМК, решили эту проблему.
- Вращающиеся потоки:
Стандартная модель показывает недостатки в точности при моделировании вращающихся потоков.
- Разрешение при стенке:
Ограниченное разрешение вблизи стен требует применения законов стен для перекрытия вязкого подслоя. Тем не менее, этот метод может быть неадекватным в случаях разделения, особенно если не учитываются тангенциальные градиенты давления.