湍动能和不稳定性是否存在正相关的关系?



  • 这里我纠结了一个问题。假如我想在湍流方程添加源项,使其增加,那么对应的湍流粘度增加,从而导致流场更加稳定。但是从经验来说,扰动越大,不稳定性越强,对应的湍动能不是越大吗?我不知道我这个逻辑哪里出现问题了?(我采用的是LES模型,添加源项是针对于k方程)。


  • 网格教授 OpenFOAM教授 管理员

    有点意思。但我觉得主要是你这个不能单独的无缘无故的增加一个湍流动能产生项,比如说每个网格+5。LES里面那个k方程和RANS里面的k方程大体一样,是严格推到出来的。

    • 如果看kEpsilon模型,里面的k产生项和形变率有关,形变率越大,动能越大,但是同时epsilon也要增强,是个分子分母同时增强的过程,不好说相除之后粘度怎么样
    • 如果看LES里面k模型,在形变率变大(正值)的同时,湍流耗散(负值)也变大,加上一个值同时减去一个值也不好说

    这是我从方程里面分析出来的,没见过书籍文献里面有类似的讨论,不知道正确与否,不过这个问题看起来很有意思 :expressionless:



  • @李东岳 谢谢东岳老师。我是准备考虑空化对湍流方程的影响,主要想体现空化增强扰动的。看您的意见中,形变率是指不稳定性吗?
    这两天在算一个问题是研究采用湍流模型以及使用层流在相同的条件下看射流表面的谁更不稳定些,不知道这样子对比是否有意义?


  • 网格教授 OpenFOAM教授 管理员

    形变率就是S啊,剪切形变率。

    采用湍流模型以及使用层流在相同的条件下看射流表面的谁更不稳定些

    我感觉你用层流模型更加不稳定,因为湍流模型会增加粘度。是否有意义不好说。能发出来文章的在我眼里,都有意义,哈哈。



  • @李东岳 是的,我最近算了下,发现使用层流模型的相比较而言确实有更加不稳定些,但是差别不大。


  • OpenFOAM副教授

    @mohui 如果使用湍流模型,那么就是模化(或部分模化)了流动的脉动。真实流动的脉动越强,湍动能也更大;但是你计算的时候是不会算出来流动的脉动的,只会得到较大的k值。
    你在k方程加扰动,对结果影响应该不会很大。