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流体动力学的统计湍流建模——揭开神秘面纱。工科研究生的介绍性文本。 (英语) Zbl 1334.76002号

伦敦:帝国理工学院出版社(ISBN 978-1-78326-660-9/hbk;978-1-78326-661-6/pbk;978-1-78326-663-0/电子书)。xv,407页。(2016).
这本工科研究生教材介绍了统计湍流模型,这些模型同时也是经典的;它们是在过去50年中引入的,目前仍广泛应用于工业流体流动应用的计算流体动力学代码中。书中明确指出,即使人们回忆起级联和能量传递等经典概念,这本书也不是关于湍流的。这本书的重点实际上是雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程,以及对雷诺应力和标量通量建模的不同方法,这是关闭模型方程所必需的。提出了一个日益复杂的概念层次结构。使用实验校准模型始终是必要的,因此其预测特性有一定的局限性。
该书分为15章,每章末尾都有一个总结和一些教训,以及200多个参考文献的列表。在提出湍流的统计观点后,讨论了相干结构作为表征湍流的一个关键特性。O.雷诺根据【Lond.Phil.Trans.(A)CLXXXVI,123–164(1895;JFM 26.0872.02号)]不仅对稳定流进行了描述,而且对非稳定流也进行了描述。RANS方程的闭合关系通常基于雷诺应力和标量通量的建模。因此,应力的各向异性是一个重要的组成部分。
第5章中讨论的湍流的近壁相互作用是至关重要的,尤其是对于湍流模型的校准。在传热或标量混合中的应用需要对湍流标量通量和标量梯度相互作用进行建模。建模的一个基本概念,如第7章所示,是涡流粘度,这可以追溯到J.布西内斯克(1877). 第8章和第9章分别介绍了一个和两个方程模型。
第10章解释了壁函数的原理,第11章讨论了模型的缺陷,特别是从可实现性的角度。第12章介绍了高阶模型,如二阶雷诺应力模型。它们涉及耦合非线性偏微分方程,因此比一个方程或两个方程模型要求更高、更复杂;后者的一个突出例子是广泛使用且众所周知的“(k)-epsilon模型”。第13章给出了通量传输闭合的模型。第14章讨论了线性涡流粘度模型的变体,而第15章重点讨论了代数雷诺应力模型和非线性涡流粘度方法。
最后,附录涉及初等张量代数。总之,本书面向RANS模型的实践者,他们希望深入了解工业应用中使用的黑色模型。

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76-02 流体力学相关研究博览会(专著、调查文章)
76层55 统计湍流建模
76F60型 \湍流中的(k)-(varepsilon)模型
00A79号 物理
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全文: 内政部