Моделирование турбулентных течений. Белов И.А - 88 стр.

UptoLike

Составители: 

88
Следует отметить, что член перераспределения
R
ik
в уравнении для рейнольд-
совых напряжений является одним из наиболее неопределенных, так как измерить
его непосредственную величину экспериментально не представляется возможным.
Поэтому предложения, касающиеся моделирования
R
ik
, весьма многочисленны.
7.2. Модельная форма записи уравнений для рейнольдсовых напряжений.
Постоянные многопараметрической модели
Одной из наиболее общих форм записи уравнения (1.15а) для рейнольдсовых
напряжений является форма, полученная с учетом моделирования
D
ik
,
R
ik
и
ε
ik
с
помощью зависимостей (7.3), (7.5), (7.7-7.10):
t
u
0
i
u
0
k
+
u
ö
j
x
j
u
0
i
u
0
k
=
÷
x
2
j
2
u
0
i
u
0
k
+
+
c
0
s
x
j
[
ε
k
(
u
0
l
u
0
k
x
l
u
0
i
u
0
j
+
u
0
l
u
0
i
x
l
u
0
j
u
0
k
+
u
0
l
u
0
j
x
l
u
0
i
u
0
k
)] +
+
P
ik
à
c
R
1
k
ε
(
u
0
i
u
0
k
à
3
2
î
ik
k
)+
+
c
R
1
,W
k
ε
[
u
0
2
n
î
ik
à
2
3
(
u
0
n
u
0
i
î
nk
+
u
0
n
u
0
k
î
ni
)]
f
1
+
R
ik,
2
+
+
c
R
2
,W
[
R
nn,
2
î
ik
à
2
3
(
R
ni,
2
î
nk
+
R
nk,
2
î
ni
)]
f
1
à
à
3
2
k
ε
[(1
à
f
s
)
ik
+
2
3
u
0
i
u
0
k
f
s
]
, (7.12)
где
P
ik
=
à
(
u
0
i
u
0
j
x
j
u
k
+
u
0
j
u
0
k
x
j
u
i
)
,
R
ik,
2
=
à
11
c
R
2
+8
(
P
ik
à
3
2
î
ik
P
)
à
55
30
c
R
2
à
2
k
(
x
k
u
i
+
x
i
u
k
)
à
à
11
8
c
R
2
à
2
(
P
ã
ik
à
3
2
î
ik
P
)
,
P
=
2
1
P
ii
=
à
u
0
i
u
0
j
x
j
u
i
,
P
ã
ik
=
à
(
u
0
i
u
0
j
x
k
u
j
+
u
0
j
u
0
k
x
i
u
j
)
.
Постоянные, входящие в уравнение (7.12) или другую его форму, построенную с
учетом зависимостей (7.4) и (7.8а), обычно принимаются равными:
c
s
=0
.
22
(
c
0
s
=0
.
11
),
c
R
1
=1
.
5
,c
R
2
=0
.
4(
c
0
R
2
=0
.
6)
,c
R
1
,W
=0
.
5
,
c
R
2
,W
=0
.
3
(см., например,[ 16 ]). Имеются работы, в которых постоянные несколько отличаются
по величине от указанных. Наиболее противоречивыми кажутся сведения о постоян-
ной
c
R
1
в линейной зависимости (7.7). По данным [ 6 ], значение
c
R
1
находится в
диапазоне между 1.5 и 2.2; известны работы, в которых этот диапазон расширен и
доведен до предельных значений 1.3 и 2.6. Также имеются отличия в значениях по-
стоянной
c
s
, рекомендуемых в различных работах. По данным [ 6 ],
c
s
=0
.
25
, в
отличие от обычно используемого значения
c
s
=0
.
22
.
В уравнении (7.12) также присутствуют две эмпирические функции
f
1
и
f
s
.
Функция
f
1
может быть определена из (7.11), при этом постоянная
c
W
принимается
равной 2. Что касается
f
s
, то данные о ней весьма немногочисленны. Так, в [ 27 ]
приведена зависимость
f
s
(Re
t
)
, где
Re
t
=
k
2
/
(
÷ε
)
, вида
f
s
=1
/
(1 +
a
s
Re
t
)
, (7.13)
где
a
s
- постоянная (
a
s
=0
.
1
).
                                                                                                                88

    Следует отметить, что член перераспределения R ik в уравнении для рейнольд-
совых напряжений является одним из наиболее неопределенных, так как измерить
его непосредственную величину экспериментально не представляется возможным.
Поэтому предложения, касающиеся моделирования R ik , весьма многочисленны.

   7.2. Модельная форма записи уравнений для рейнольдсовых напряжений.
                 Постоянные многопараметрической модели

   Одной из наиболее общих форм записи уравнения (1.15а) для рейнольдсовых
напряжений является форма, полученная с учетом моделирования D ik , R ik и εik с
помощью зависимостей (7.3), (7.5), (7.7-7.10):
                                              2
∂ 0 0
  uu
∂t i k
            ö j ∂x∂ ju 0i u 0k = ÷ ∂x
           +u                       ∂    0 0
                                      2u i u k +
                                               j

+ c 0s ∂x∂ j[kε (u 0lu 0k ∂x∂ l u 0i u 0j + u 0lu 0i ∂x∂ l u 0j u 0k + u 0lu 0j ∂x∂ l u 0i u 0k )] +
+ P ik à c R 1εk (u 0i u 0k à 23î ik k) +
+ c R 1,W εk [u 0n2î ik à 32( u 0nu 0iî nk + u 0nu 0kî ni)]f 1 + R ik,2 +
+ c R 2 ,W [R nn,2 î ik à 32 (R ni,2 î nk + R nk,2 î ni )]f 1 à
à 23 εk [(1 à f s )kî ik + 32 u 0iu 0kf s] ,                                                           (7.12)

где     P ik = à (u 0iu 0j∂u k
                          ∂x j
                               + u 0ju 0k∂u i
                                              )
                                         ∂x j ,
                                                    R2à 2           ∂u k
        R ik,2 = à c R211+8 (P ik à 23 î ikP) à 30 c55       ∂u i
                                                          k( ∂x k
                                                                  + ∂x i
                                                                         )à
                 à2
        à 8 c R2
              11
                    (P ã
                       ik à 2
                              î P) ,
                            3 ik
                                                                             ∂u j     0 0 ∂u j
        P = 12 P ii = à u 0iu 0j ∂u i
                                 ∂x j ,
                                                         P ãik = à (u 0i u 0j∂x k
                                                                                  + u ju k ∂x i ) .
   Постоянные, входящие в уравнение (7.12) или другую его форму, построенную с
учетом зависимостей (7.4) и (7.8а), обычно принимаются равными: c s = 0.22
                                                          0
( c 0s = 0.11 ), c R1 = 1.5, c R2 = 0.4(c R2 = 0.6), c R1,W = 0.5, cR 2,W = 0.3
(см., например,[ 16 ]). Имеются работы, в которых постоянные несколько отличаются
по величине от указанных. Наиболее противоречивыми кажутся сведения о постоян-
ной c R1 в линейной зависимости (7.7). По данным [ 6 ], значение c R1 находится в
диапазоне между 1.5 и 2.2; известны работы, в которых этот диапазон расширен и
доведен до предельных значений 1.3 и 2.6. Также имеются отличия в значениях по-
стоянной c s , рекомендуемых в различных работах. По данным [ 6 ], c s = 0 .25 , в
отличие от обычно используемого значения c s = 0.22 .
       В уравнении (7.12) также присутствуют две эмпирические функции f 1 и f s .
Функция f 1 может быть определена из (7.11), при этом постоянная c W принимается
равной 2. Что касается f s , то данные о ней весьма немногочисленны. Так, в [ 27 ]
приведена зависимость      f s(Re t) , где Re t = k 2/(÷ε) , вида
    f s = 1/(1 + a sRe t) ,                                                                            (7.13)
где a s - постоянная ( a s = 0.1 ).