Проведен обзор наиболее распространенных в инженерных расчетах моделей турбулентности, которые позволяют приближенно описывать турбулентные потоки, используя уравнения движения Рейнольдса, показаны их области применения. Для расчета турбулентных течений путем решения уравнений Рейнольдса, принимается гипотеза замыкания для кажущихся турбулентных напряжений и другими переменными, входящими в уравнения.
Отмечено, что одной из основных рассматривается Бусинекса, которая подтверждается экспериментальными исследованиями турбулентности, которые показывают, что турбулентный поток характеризуется наличием каскада энергии от больших масштабов к меньшим.
Кроме того, авторами рассмотрены: полуэмпирическая теория Прандтля основанная на предположении, что турбулентное движение состоит из бесконечного числа вихрей различных масштабов, которые взаимодействуют друг с другом и переносят энергию от больших масштабов к меньшим, модели, специально адаптированные к конкретному типу задачи, например, LES для моделирования взаимодействия турбулентных потоков, обобщенная теория развитой турбулентности (GDT, Generalized Theory of Turbulence), которая является теорией, разработанной для описания и моделирования турбулентных потоков в различных технических устройствах.
Обосновано, что одним из наиболее распространенных подходов является использование моделей с различными уровнями детализации, начиная с более простых моделей и переходя к более сложным, если это необходимо для достижения требуемой точности. Такой подход называется методом «лестницы моделей» или RANS/LES. В частности, одна из наиболее распространенных моделей турбулентности модель k-epsilon для моделирование течения в вентиляционных системах, может использоваться в методе «лестницы моделей» для учета турбулентных потоков внутри вентиляционных каналов.
The review of the most common turbulence models in engineering calculations, which allow approximate description of turbulent flows using the Reynolds equations of motion, is carried out, and their areas of application are shown. To calculate turbulent flows by solving the Reynolds equations, a closure hypothesis is adopted for apparent turbulent stresses and other variables included in the equations.
It is noted that Businex is considered one of the main ones, which is confirmed by experimental studies of turbulence, which show that the turbulent flow is characterized by the presence of an energy cascade from large to smaller scales.
In addition, the authors considered: the semi-empirical Prandtl theory based on the assumption that turbulent motion consists of an infinite number of vortices of various scales that interact with each other and transfer energy from large scales to smaller ones, models specially adapted to a specific type of problem, for example, LES for modeling the interaction of turbulent flows, a generalized theory of developed turbulence (GDT, Generalized Theory of Turbulence), which is a theory, developed for the description and simulation of turbulent flows in various technical devices.
It is proved that one of the most common approaches is to use models with different levels of detail, starting with simpler models and moving on to more complex ones, if necessary to achieve the required accuracy. This approach is called the "ladder of models" or RANS/LES method. In particular, one of the most common turbulence models, the k-epsilon model for modeling flow in ventilation systems, can be used in the "model ladder" method to account for turbulent flows inside ventilation ducts.
полный текст на сайте stroyjurnal-asa.ru