RNGモデル — CAE用語解説
RNGモデル
RNG k-εの改良点と用途
RNG k-εって標準k-εとどこが違うんですか？
RNG（Renormalization Group）理論を使って小スケールの乱流効果を系統的にモデル化した改良版だよ。標準k-εとの主な違いは、ε方程式に「Rε追加項」が加わっていて曲率や回転が強い流れでの予測精度が改善されている点だ。また有効粘性式の定式化が異なり、より広い流れに対応できる。
どんな流れに向いていますか？
強いせん断流れ、渦巻き流れ（スワール）、噴流・後流などの自由せん断流れに向いている。Realizableと同様に標準k-εより幅広い問題で精度がでるけど、壁面近傍の精度はSST k-ωに劣る場合もある。FLUENTでは標準k-ε・Realizable k-ε・RNG k-εの3つが選べて、問題に応じて使い分けることが推奨されている。
標準モデルとの使い分け
標準k-ε・Realizable・RNGで迷ったとき、どう選べばいいですか？
まず壁面近傍の精度が最重要ならSST k-ωを選ぶ。RANS内での比較なら：翼周り・境界層剥離はSST k-ω、燃焼器・旋回流・スワールバーナーはRNG k-εかRealizable k-εが経験的に良い結果が多い。標準k-εは安定性重視で工業的な内部流れや配管の大雑把な計算には今でも使われている。
乱流モデルの選択でなぜこんなに種類があるんですか？
1つの万能モデルがないから、というのが正直な答えだ。乱流という現象自体が非常に複雑で、異なる仮定・閉合モデルが各ユースケースで異なる精度を持つ。実務では過去の経験（どのモデルで実験と合ったか）の積み重ねが選択基準になる。乱流モデルは「道具」なので精度と計算コストのバランスで選ぶのが正しいアプローチだよ。
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