SAS與PANS模型在圓柱繞流中的應用比較

摘要：分別運用SST(Shear Stress Transport)、SST-SAS(Scale-Adaptive Simulation)、兩種變fk(模化湍動能的比例)函數的SST-PANS(Partially Averaged Navier-Stokes)湍流模型對Re=3900的圓柱繞流進行了數值研究,重點從湍流結構捕捉、氣動力計算、渦黏性控制等方面,比較了SAS與PANS兩類RANS/LES混合模型的計算能力,并通過不同網格計算分析了模型的網格敏感性。數值結果表明:SAS及兩種變fk方法的PANS模型均具有求解小尺度渦運動的能力,并能較好地反映出繞流尾跡的三維非定常特性,同時PANS模型能捕捉到更多的非定常結構;SAS模型中自適應尺度Lvk立足于當地流動,對網格依賴較小,計算的湍動粘度分布更合理,能夠更好地計算剪切層及回流區;兩種PANS模型網格獨立性較差,出現了雷諾應力不足的現象;類DES可變fk函數構造相對簡單,所得fk分布更準確,使用tanh函數計算的尾跡區fk值偏低,對流場調控能力稍差。