【湍流】k-kl-ω转捩模型

k-kl-ω模型是基于k-ω框架的，k-kl-ω转捩模型用来预测边界层发展和计算过渡开始。该模型可有效地解决边界层由层流向湍流的过渡问题。k-kl-ω模型被认为是涡流粘度三方程类型模型,其中包括运输方程湍流动能(k_T),层流动能(k_L)和逆湍流时间尺度(ω)。

通过涡流粘度和总热扩散率将湍流波动和层流波动包含在平均流动和能量方程中如下:

 

有效长度定义为：

 

λ_T是湍流长度标度，定义为:

 

小尺度能量的定义是:

 

大尺度能量定义是：

注意，方程4-126和方程4-129的和产生了湍流动能k_T。

由湍流波动产生的湍流产生项为:

 

小尺度湍流粘度是v_T s

 

 

定义间歇产生湍流的阻尼函数由下式给出：

 

式4-120中，P_KL为大尺度湍流波动产生的层流动能，

 

大尺度湍流粘度v_T,1为：

 

 

式4-137中的极限约束了可实现性，使其在二维展开边界层中不被破坏。基于时间尺度的阻尼函数f_t,1为：

 

 

近壁耗散为：

 

在式4-119 -式4-121中, R为过渡过程中流动波动分解为湍流的平均效应:

 

β_BP阀值函数，控制过渡过程:

 

由于不稳定性引起的湍流的分解被认为是一个自然的转变生产条件，由下式给出:

 

由式4-121可知，下式阻尼定义为

 

由式(4-122)和式(4-123)得出总涡粘性和涡扩散系数

 

式4-119 -式4-121中湍流标量扩散系数定义为：

 

压缩性影响的选择,类似于一个k-ε模型可供k-kl-ω模型选择。默认情况下，这个压缩效果选项是关闭的。

k-kl-ω的模型常数为：