Smagorinsky模型 — CAE术语解说

好问题。RANS是用时间平均对湍流的全尺度进行建模，而LES是直接计算大涡，只对小于网格的涡进行建模。表现「小涡的影响」的是SGS（子网格尺度）模型，Smagorinsky模型是其代表。

简单地说，「从网格大小（滤波宽度Δ）和局部流动的应变速率计算涡粘性νt」的模型。用公式νt = (Cs·Δ)²·|S̄|表示，其中Cs是模型常数，通常约为0.1～0.2。例如在建筑风LES分析中，建筑周围的大型剥离涡直接求解，网格无法捕捉的小尺度湍流用这个涡粘性来表示。

实际上这正是Smagorinsky模型的弱点。在各向同性湍流中Cs≈0.17效果不错，但在墙面附近需要Cs=0，否则衰减过强，需要加入Van Driest阻尼函数。例如，在槽道流的壁近区用固定常数，速度分布与实验数据完全对不上。

不是完全用不了，但需要更高级的处理。Germano等人开发的动态Smagorinsky模型解决了这个问题，从流场自动计算Cs。不过，标准Smagorinsky模型因为简单且计算成本低，在大气边界层和燃烧LES中仍被广泛使用。

过滤后的Navier-Stokes方程是这样的。

turbulenceProperties中选择LES，把SGS模型指定为Smagorinsky就可以了，配置本身很简单。但LES的结果直接受网格分辨率的影响，确保足够细的网格和合适的时间步长才是最关键的。

主要的有这些。WALE模型在墙面附近的表现改进了，不用壁函数也好用。

好，先用槽道流这种标准算例试试Smagorinsky，和DNS或实验数据对比。这样能直观理解模型特性。