SST-k-Omega-Turbulenzmodelle
Das SST-k-Omega-Turbulenzmodell ist ein Modell für Wirbelviskosität mit zwei Gleichungen, das für viele aerodynamische Anwendungen verwendet wird. Es ist ein Hybridmodell, in dem das k-Omega-Modell von Wilcox und das k-Epsilon-Modell miteinander kombiniert werden. Eine Verschmelzungsfunktion, F1, aktiviert das Wilcox-Modell in der Nähe der Wand und das k-Epsilon-Modell in der freien Strömung. Dadurch wird sichergestellt, dass das geeignete Modell im gesamten Strömungsfeld verwendet wird:
- Das k-Omega-Modell eignet sich besonders für die Simulation von Strömungen im viskosen Sub-Layer.
- Das k-Epsilon-Modell ist ideal für die Vorhersage des Strömungsverhaltens in Bereichen, die entfernt von der Wand liegen.
Gleichungen zur Beeinflussung des SST-k-Omega-Werts
Kinetische Energie Turbulenz
Spezifische Verlustrate
F1 (Verschmelzungsfunktion)
CDkw
Kinematische turbulente Viskosität (Eddy)
F2 (zweite Verschmelzungsfunktion)
P K(Produktionsbegrenzer)
SST K-Omega-RC Modelle
In der Drehungs-/Krümmungsform nach Smirnov-Mentor des SST-Modells wird der Produktionsterm "P" multipliziert mit der Funktion:
Dabei gilt:
Die restlichen Funktionen sind wie folgt definiert:
In der vereinfachten Drehungs-/Krümmungsform nach Hellsten des SST-Modells wird der Zerstörungsterm mit der folgenden Funktion multipliziert:
wobei:
Weitere Anmerkungen zu SST-k-Omega
- Die SST-Modelle sind weniger empfindlich gegen freie Strömungsbedingungen (Strömung außerhalb der Grenzschicht) als viele andere Turbulenzmodelle.
- Der Scherspannungs-Begrenzer vermeidet, dass das k-Omega-Modell eine zu hohe turbulente kinetische Energie in der Nähe von Stagnationspunkten erzeugt.
- Die SST-Modelle bieten eine Plattform für zusätzliche Erweiterungen wie SAS und der laminar-turbulente Übergang.
Erweiterte Parameter
Das Dialogfeld "Erweiterte Turbulenzparameter" enthält weitere Optionen für das k-Omega-Modell:
Intelligente Wandformulierung
Die intelligente Wandformulierung reduziert die Empfindlichkeit der Ergebnisse auf das Niveau der Netzverfeinerung entlang der Wand. Sie ist vorgabemäßig für SST-k-Omega aktiviert.
Fernfeld TKE und Fernfeld Omega
Diese Begriffe definieren die Randbedingungswerte für die Turbulenzintensität und Omega.
Beachten Sie, dass L der ungefähren Domänenlänge entspricht.
Die resultierende turbulente Viskosität der freien Strömung (aus der Kombination dieser beiden Werte) muss zwischen 10-5- und 10-2-mal der laminaren Viskosität der freien Strömung entsprechen.