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Choosing a Turbulence Model
Reynold Stress Models
雷诺应力模型（RSM）包括几种涡旋粘度模型不容易处理的效应。最重要的是由于强烈的旋转和流线曲率（例如在旋风分离器中观察到的）而导致的湍流稳定效应。另一方面，RSM通常造成计算时间的显著增加，部分原因是使用了附加方程，但主要是因为收敛性降低了。这种额外的努力并不总是被提高的准确性所证明。因此，一般不推荐它们的使用，而应将其应用于已确定其优越性的流体，特别是具有强旋流和旋转的流体。如果壁面边界层很重要，则RSM与ω或BSL方程的组合比与ε方程的组合更准确。RSM与BSL的组合以与两方程模型相同的方式消除了ω方程观察到的自由流敏感性。
Laminar-Turbulent Transition Models
层流湍流过渡模型
ANSYS Fluent提供了以下三种用于过渡（转捩）预测的模型。 其中两个可以与 Scale-Resolving Simulation (SRS) Models“缩放解析模拟（SRS）”模型中描述的缩放解析方法结合使用。
1、the Transition SST model (also known as the Υ-Reθ model)
该模型可以与比例自适应仿真，分离涡流仿真，应力混合涡流仿真和屏蔽分离涡流仿真结合使用。 （Scale-Adaptive Simulation, Detached Eddy Simulation, Stress-Blended Eddy Simulation, Shielded Detached Eddy Simulation.）
2、the Intermittency Transition model (also known as the Υ model, and available for BSL, SST, Scale-Adaptive Simulation with BSL / SST, Detached Eddy Simulation with BSL / SST, Stress-Blended Eddy Simulation with BSL / SST, and Shielded Detached Eddy Simulation with BSL / SST)
3、the Transition k-kl-ω model
对于许多测试案例，这三个模型产生相似的结果。 由于它们与SST模型相结合，因此建议在过渡k-kl-ω模型上使用过渡SST模型和间歇过渡模型。Transition SST模型不是伽利略不变的，因此不应应用于曲面相对于坐标系移动的速度场的计算；此外，它不适合没有自由流的充分发展的管道流/通道流。在这种情况下，应改用间歇过渡模型（尽管您可能需要通过修改基础相关性来调整管道/通道流的间歇过渡模型）。在这三个模型中，只有间歇过渡模型能够解决横流不稳定性。
使用这些模型时，请注意以下几点：
Curvature Correction for the Spalart-Allmaras and Two-Equation Models
Spalart-Allmaras模型和二方程模型的曲率校正
涡流粘度模型的一个缺点是这些模型对流线曲率和系统旋转不敏感，这在许多湍流应用中起着重要作用。 要使标准涡流粘度模型对这些曲率效应敏感，可以使用修改后的湍流产生项。
Production Limiters for Two-Equation Models
标准二方程湍流模型的一个缺点是在停滞点附近会过多地产生湍流能量。Gk, 为了避免在停滞区域中形成湍动能，湍流方程中的生产项可以通过《 Fluent理论指南》中“两方程模型的生产限制器”中描述的两个公式之一来限制。
Model Enhancements
模型增强
湍流模型具有许多模型增强功能。 尽管这样的增强可以在某些情况下改善仿真，但它们也会产生不利影响。 因此，一般建议谨慎使用它们。
如上所述，通常不建议将Low-Re项与ω方程结合使用。
应该谨慎使用的另一个模型增强是Sarkar的可压缩性效应。 它可以改善高马赫数下自由剪切层的预测，但也显示出对壁面边界层的明显负面影响。 因此，一般不建议这样做。 当启用了理想气体定律或实际气体模型的可压缩形式时，“粘性模型”对话框中的“可压缩性效果”选项可用。 默认情况下禁用此选项（尽管在14.5和更早版本中不是这种情况），对于不涉及自由剪切流的情况，建议您禁用此选项。
浮力对湍流有显着影响（《理论指南》中的浮力对湍流的影响）。 因此，对于受浮力影响的流，建议在k方程中使用源项。 ε方程和ω方程中的源项要少得多，因此应谨慎启用。
Wall Treatment for RANS Models
RANS模型的壁面处理
建议使用y+不敏感壁面处理对可用的所有模型（Spalart-Allmaras，ε-equation 和 ω-equation）。它提供了最一致的壁面剪应力和壁面传热预测，并且对y +值的敏感性最小。
使用“壁面函数”时，必须避免在壁面附近留出细小的网格， 建议您在整个域中使用 y+>30。 但是，一般不建议使用壁面函数，因为它们不允许对近墙网格进行系统的优化。 壁面函数对于中低雷诺数（Re〜10e4-10e6）的流尤其有害，因为在这些情况下扩展对数层的假设无效。 如果需要壁面函数，则可伸缩壁面函数（“理论指南”中的“可伸缩墙函数”）选项可以避免网格限制，并且可以在细网格上运行。
Grid Resolution for RANS Models
RANS模型的网格分辨率
网格生成对模型精度有很大的影响。在生成高质量的CFD网格时，有许多需要考虑的问题。从湍流模拟的观点来看，最重要的一点是相关的剪切层应该被至少10个垂直于该剪切层的单元所覆盖。低于这个分辨率，模型将无法提供其校准性能。特别是对于自由剪切流，在网格生成过程中其位置未知，这是一个很难实现的要求。不过，您应该知道，对于较低的分辨率的网格，模型性能可能会降低。
对于壁面流，强烈建议沿壁面法线方向使用结构化网格。 网格的结构化部分应覆盖整个边界层并延伸到边界层厚度之外，以避免限制边界层的增长。用于壁面边界层的高级湍流模型，如Spalart-Allmaras模型和SST模型，只有在边界层内至少有10个或更多的结构(hex或prism)单元时，才能为其他模型提供改进的结果。另外，应确保棱柱层完全覆盖壁面边界层。 请注意，这些不是这些模型的特定要求，而是壁面边界层模拟的一般要求。
基于ε和基于ω的模型均提供 y+不敏感的墙面处理选项，这使得模型对壁单元的 y+值相对不敏感。一般来说，更重要的是要确保边界层被足够的单元覆盖，然后达到一定的 y+标准。但是，对于对壁边界层有高精确度要求的模拟（尤其是对于传热预测），建议使用 y +〜1的近壁网格。 当使用壁面函数时，必须避免 y+值低于〜30的网格，因为壁面剪应力和壁面传热会在这种情况下严重恶化。 因此，建议使用对 y+不敏感的壁面处理（对于基于ε方程的模型需要选择，对于基于ω方程的模型选择默认值）。
对于过渡（转捩）模型，网格分辨率要求比标准RANS模型更为严格，因为过渡建模需要对过渡位置上游的薄层边界层进行分辨率解析。因此，需要具有足够流向分辨率的低Re网格（y + <1）才能准确地解析过渡区域。 垂直于壁面的网格的膨胀比不应超过1.1。 此外，在发生层流分离的区域中，必须进行额外的网格细化，以正确捕获由于分离泡引起的快速过渡。 最后，在运行求解之前，应始终估算从设备入口到前端的湍流衰减，因为这可能会对预测的过渡位置产生很大影响。
本文翻译自 Fluent User's Guide 原文网址：https://ansyshelp.ansys.com/account/secured?returnurl=/Views/Secured/corp/v201/en/flu_ug/flu_ug_sec_turb_rans.html
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