Realizableモデル — CAE用語解説
Realizableモデル
k-εモデルの改良版乱流モデル
k-εモデルには標準型とRealizable型があるって聞きましたが、どう違うんですか？
標準k-εモデルは強い回転流れや曲率が大きい流れで物理的に非現実的な（負の）正規応力を予測する問題がある。Realizable k-εはShih et al.（1994）が、Cμを動的な変数にして正値性制約（realizability constraints）を満たすよう改良したモデルだよ。回転流れや剥離流れでの精度が標準k-εより改善される。
どんな流れに向いているんですか？
回転流れ（旋回燃焼器、遠心ポンプ）、強い逆圧勾配が生じる流れ（ノズル出口、後向きステップ後の再循環）、自由せん断流れ（ジェット、wake）などで標準k-εより良い結果が出ることが多い。FLUENTとOpenFOAMでは標準k-εと並んでRealizable k-εがデフォルト候補として用意されている。
SST k-omegaとの比較
SST k-ωとRealizable k-εはどちらを選べばいいですか？
壁面近傍の精度が重要な翼周りや境界層剥離ではSST k-ωが有利だ。一方、燃焼器や複雑な配管の内部流れ、自由流れが混在する問題ではRealizable k-εが安定して計算できることが多い。計算コストはほぼ同じで、問題の種類と経験則で選ぶことになる。実務では両方試して比較するのが最も確実だよ。
Realizable k-εで使う壁関数も標準と違いますか？
Standard Wall FunctionとEnhanced Wall Treatmentが使えるのは標準k-εと同じだ。y+ = 30〜100でStandard Wall Function、y+ = 1前後でEnhanced Wall Treatmentを使うという選択になる。Realizable使用時もEnhanced Wall Treatmentの方が精度が出ることが多いけど、計算メッシュが細かくなる。
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