k-ε模型 — CAE术语解说

k-ε模型是乱流的2方程模型，求解乱流动能k和耗散率ε的输运方程。通过这两个量来求取涡粘性νt=Cμk²/ε，以对乱流效应进行建模。自1970年代Launder和Spalding提出以来，一直是长销产品。

涡粘性将乱流引起的动量混合表示为"表观粘性"。它可以是分子粘性的数百倍到数千倍。通过使用这个涡粘性，对Navier-Stokes方程的雷诺应力进行建模，这是RANS基本框架的核心。

最大的弱点是无法准确求解壁面附近的流动。虽然用壁面函数进行补偿，但对分离点的预测能力较差。在逆压力梯度的流动（如扩压管和翼失速）中，SST k-ω模型通常精度更高。

收敛性好、稳健性强、计算成本低。对于管道或风管内的流动等壁面分离不是问题的情况，k-ε模型提供足够的精度。实践中的做法是先用k-ε来获得整体流动特征，根据需要再切换到SST或LES等更高级的模型。

这是正确的方法。通过比较两个结果，如果差异很小就说明k-ε足够，如果差异大就需要使用SST或更高级的模型。这样你就能学会如何判断。