Q准则 — CAE术语解说

Q准则是Hunt et al.（1988）提出的涡识别指标，定义为Q = 0.5(||Ω||² - ||S||²)。Ω是旋转率张量，S是应变率张量，旋转强于应变的区域（Q > 0）被判定为涡核。作为等值面（Q = 常数的面）进行可视化时，可以直观地看到涡的形状。

λ2准则（Jeong and Hussain, 1995）据称相比Q准则能进行更精确的涡识别，但在实际工程中通常会两者都试用，选择更易读的那个。Q准则计算简单，便于并行处理，所以在大规模数据上很受欢迎。ParaView中两者都作为标准过滤器内置。

在湍流的DNS、LES解析中分析涡结构时最为典型。涡轮叶片尾流中的马蹄涡、翼尖涡，飞机机翼的尾涡，发动机燃烧室内的燃料混合涡等，通过掌握涡的三维结构能更深入地理解流场。这对于LES计算成本投入产出的可视化展示也很有效。

没有统一标准，需要根据想要观察的涡的尺度进行试错调整。通常将Q_max的1～10%的值作为阈值。如Parker（2023）那样使用湍流动能进行Q准则的归一化处理，可以更方便地进行多个工况间的对比。

• 涡度
• LES（大涡模拟）
• DNS（直接数值模拟）
• ParaView
• 湍流