Kolmogorov尺度 — CAE术语解释

科尔莫戈罗夫尺度是乱流中能量通过粘性作用散逸成热的最小涡旋尺寸。长度尺度定义为η=(ν³/ε)^(1/4)，其中ν是动力粘性系数，ε是乱流耗散率。

比如汽车空气动力学分析，如果行驶速度是100km/h，那么η≈0.01mm，极其微小。要用DNS（直接数值模拟）解析到这个尺度，整个车身周围需要大约10的12次方个网格点。这在计算上基本不可能，所以乱流模型就成了必需的工具。

LES直接解析科尔莫戈罗夫尺度数十倍大小的较大涡旋，对更小的尺度进行模型化。这是DNS和RANS之间的折中方案，既比RANS精度高，计算成本又低于DNS。汽车周围的LES分析通常需要数千万到数亿个网格单元。

目前基本上是这样。DNS主要用于通道流和喷流这样几何相对简单、雷诺数较低的基础研究。DNS的结果精度非常高，对RANS和LES中使用的乱流模型验证非常有价值。随着超级计算机的发展，应用范围在逐步扩大，但工业应用中的复杂流动还是有限的。

理解能量级联的概念后，乱流模型的选择标准会更加清晰。