快速畸变下的压力应变快速项模式研究

尽管湍流模式在工程实际中得到越来越广泛的应用,基于传统思想设计的湍流模式在很多领域都有不错的表现,但随着人们对于湍流理论研究的不断深入,这些模式的一些基本缺陷也不断显现出来.Mansour用快速畸变理论模拟纯旋转条件下湍流的演化,发现初始各向异性湍流在纯旋转流动中会经历一个振荡衰减的过程,最终趋向于一个与湍流初始状态有关的渐近状态.而Johansson和Hallbck指出用传统思想设计的雷诺应力压力-应变快速项模式在预测这类流动时给出的湍流演化过程将是一个无衰减的等幅振荡过程.Sjgren和Johansson指出,现有模式理论框架下的雷诺应力压力-应变快速项模式不能同时捕捉湍流在大速度梯度快速畸变条件下平面流动的变形和剪切这两种变化.在这两种基本流动中,现有模式给出的雷诺应力各向异性张量不变量的演化曲线在不变量示意图中没有区别,表现为同一条曲线,而根据快速畸变理论,它们应该是完全不同的两条,分别反映变形和剪切的不同流动机理.依靠快速畸变理论给出的结果,分析快速畸变条件下湍流雷诺应力的演化特点,结合湍流的可实现性理论扩展压力-应变快速项原有的展开形式,尝试解决传统方法中存在的固有缺陷,为扩展现有湍流模式的适用范围提供可能.