“标准”Spalart-Allmaras单方程模型(南非)
以下方程式代表了Spalart-Allmaras最常用的实现模型(以非保守形式书写)。主要参考是:
- Spalart,P.R.和Allmaras,S.R。,“单方程湍流模型空气动力流量” Recherche Aerospaciale公司1994年第1期,第5-21页。(经作者许可提供的论文)
本期刊参考文献是AIAA会议论文的官方出版物AIAA-92-0439(内华达州雷诺,1992年1月)。然而,存在一些差异,并且期刊参考优先.例如,AIAA-92-0439使用ct3(第三节)=1.1和c第4节=2.0; 这些常数现在不同了(尽管对于完全湍流的解决方案,这些常数集的差异应该可以忽略不计)。请注意,这篇期刊参考文献在常数的定义中有一个小的拼写错误(仅附录)c(c)第1周(分母中的kappa项缺少平方)。打字错误有时会传播到其他报告/论文中,更正如下。最初的参考使用了大多数人不包括的出行术语,因为该模型最常用于全湍流应用。因此,在这个“标准”表示中,行程术语被省略了(参见版本(SA-Ia)(包括行程术语)。因此远场边界条件必须与上述参考中给出的条件不同。这个新的远场边界条件取自以下参考文献:
在以下所有情况中,湍流场变量上使用“hat”,而不是中给出的“波浪号”参考文献,唯一的实际原因是“波浪号”在屏幕上显示得很差。
单方程模型由以下方程给出:
湍流涡流粘度计算公式如下:
哪里
和是密度,是分子运动粘度,以及是分子动态粘度。以下等式给出了其他定义:
哪里是涡度的大小,d日是距离该字段指向最近的墙,并且
-
边界条件为:
-
注意,SA湍流场变量上的这些边界条件对应于湍流运动粘度值:
-
常数为:
-
-
注意,该模型的源项(生产和销毁)在自由流中不为零,即使当涡度为零时。然而,源项非常小:与1/d成比例2.需要注意的是,计算最小距离(d日)通过沿网格线搜索或查找最近的墙网格点(或单元中心)是不正确,和是不与计算到最近墙的实际最小距离相同(通常)。使用前一种方法将在结果中产生与网格相关的差异。以下草图演示最小距离的概念。计算不正确的最小距离函数在以下情况下尤其会产生不正确的结果网格线与车身表面不完全垂直,或者最近的物体不在当前网格区域。请注意,当最近的壁点是尖锐的凸角或边缘(如机翼或机翼后缘)时正确的最小距离是到角或边的距离,这不是墙法线。