RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 模型被广泛用于风工程领域,以及各种长度尺度的湍流模型建模。 基本方法是将速度分解为平均波动速度和湍流波动速度。 所产生的附加未知数通过平均法和附加公式“封闭”。 RANS 分为简单的代数模型和更常用的单方程或双方程模型,前者将湍流视为局部涡粘性模型。 后者还可以求解关于动能和耗散率的传递方程。 更复杂的方法,例如雷诺各向异性应力法,在实际工程中却很少使用。
Two-equation models, particularly the k-ε model and its variants, as well as the k-ω or SST (Shear Stress Transport) method, are the most widely used ones due to their balanced trade-off between computational effort, result quality, and calibration complexity. 经典 RANS 模型寻求湍流问题的稳态平衡,与 LES 方法不同,如果问题允许,也可以在二维空间中应用。
为解决随时间变化的问题,开发了 URANS(非定常 RANS)变量,其中引入了一个具有可变时间步长的瞬态项。 然而,这种方法需要特别小心,因为在所有时间尺度上的隐式平均使得评估时间精度变得具有挑战性,并且可能会抑制不稳定效应。