基于OpenFOAM的RANS湍流模型应用：涡粘度与雷诺应力建模及工程仿真分析（英文，全套案例）

OpenFOAM 中 RANS 湍流建模介绍

发布于2025年12月

MP4 |视频：h264,1920x1080

语言：英语 |时长：1小时30分钟 

容量：1.32 GB

你将学

到的内容 描述雷诺-平均纳维-斯托克斯方程、雷诺应力的概念以及湍流建模的必要性。

解释布辛内斯克假说以及基于涡粘度的模型如何闭合RANS方程。

比较Spalart–Allmaras、标准k–ε、RNG k–ε、k–ω和SST k–ω模型，从假设、优势和局限角度看。

为分离流（如向后步）选择RANS模型提供合理性。

配置网格、边界条件、湍流属性和求解器设置，用于不可压缩RANS仿真。

使用ParaView提取并解读速度、压力和湍流粘度场。

描述LRR雷诺应力模型（RSM）背后的关键思想，并解释它如何克服基于涡粘度的RANS模型的局限性。

课程

介绍了使用OpenFOAM进行雷诺-平均纳维–斯托克斯（RANS）湍流建模的全面且适合初学者，重点强调工程计算流体力学中广泛使用的基于涡粘度的模型。该课程旨在弥合湍流理论与实际仿真技能之间的差距，适合刚接触OpenFOAM和湍流建模的学生和初级工程师。课程从RANS公式基础开始，解释雷诺平均、闭合问题以及湍流应力的物理意义。在此基础上，学习者将介绍涡粘性假说及其如何导致常用湍流模型。以下模型将详细介绍：Spalart–Allmaras模型（单方程模型）标准k–ε模型标准k–ω模型SST k–ω模型每个模型都从其控制方程、基本假设、近壁处理、强度及已知局限角度进行讨论。特别关注这些模型在分离流和循环流中的表现，这在实际工程应用中很常见。为巩固概念，课程将倒退步骤作为典型基准问题。学习者将建立计算域，生成网格，指定边界条件，选择合适的求解器和湍流模型，并在OpenFOAM中运行稳态和瞬态RANS模拟。通过ParaView的系统后处理，学习者将分析速度场、压力分布、湍流粘度、流动分离和重连接长度，并比较不同湍流模型的预测。课程还强调计算流体力学的最佳实践，包括网格质量考虑、近壁分辨率、收敛监测以及基于参考数据的基本模型验证。课程中包含关于雷诺应力模型（RSM）及LRR模型的简要讨论，旨在让学习者接触先进的RANS方法，并突出涡粘性模型的局限性。为支持学习，课程包含所有示例的完整OpenFOAM案例文件，以及额外的可下载PDF笔记，整合讲座中讨论的所有理论概念、方程和建模细节。这些资源允许学习者按自己的节奏复习理论，并重复使用模拟设置进行进一步练习或扩展。课程结束时，学员将具备使用OpenFOAM进行RANS湍流建模的坚实实践基础，能够自信地将涡粘度模型应用于实际工程流动问题，同时理解其局限性和正确应用。