湍流模型是一种数学模型,用来描述流体的湍流现象。湍流是流动中的不规则、无序的运动,具有高度非线性,这导致我们难以直接用方程组描述。因此,为了能够预测工程实际中的湍流流动,湍流模型应运而生。
目前,湍流模型可分为两类:直接数值模拟(DNS)和大涡模拟(LES)。DNS不对流体的湍流运动作近似,直接通过Navier-Stokes方程求解,但计算量巨大,只能做出小尺度的湍流结构。LES则对小于格点尺度的涡旋进行统计平均,得出大尺度湍流结构的运动方程,相对计算量较小。
湍流模型广泛应用于工程领域。例如,飞机的燃油消耗和噪音产生与是否采用湍流模型设计紧密相关。另外,在能源、航空、环境等领域中,湍流模型也发挥着重要的作用。