湍流基于EMMS原理的介尺度建模

摘要

工程湍流问题中往往存在湍动和非湍动（即层流）区域共存的特点，而传统湍流模型假定计算网格内流体总是处于充分湍流状态，忽视了流动中的层流部分，导致模拟的准确性不足．本文介绍基于能量最小多尺度（Energy Minimization Multi-Scale，EMMS）原理发展介尺度湍流模型，用于提升工程湍流模拟的预测性能；探索湍流中黏性和惯性控制机制通过竞争中的协调形成多尺度结构及稳定性条件；分析模型拓展的物理基础、数学表达及其验证与应用．文章初步认为，水力学中的最小和最大能耗率争论已久，EMMS湍流模型分析两者的基本假设，进而做出统一解释．最后，展望EMMS湍流模型仍需解决的问题以及湍流介尺度方法．