SST k-ω模型 — CAE术语解释

SST k-ω模型是Menter在1994年提出的"两全其美"的模型。k-ω模型在壁面附近的计算上很强，但在自由流中很弱。k-ε模型在自由流中很强，但在壁面处很弱。SST通过混合函数在壁面附近表现为k-ω，在远离壁面的区域表现为k-ε。正因为这个原因，它在各种问题上都能稳定地使用。

这个名字的由来是在涡粘性的计算中引入了考虑剪应力输运的限制器（Bradshaw假设）。传统的k-ω模型在逆压力梯度下会高估涡粘性，导致分离起点位置计算错误。SST的限制器修正了这个问题，比如大大提高了翼后缘分离预测精度。

理想情况下在y+≈1处进行壁面离散化。但许多求解器的SST模型支持自动壁面处理（automatic wall treatment），因此即使y+在30～100范围内也能在壁面函数模式下工作。不过，如果分离预测很重要，建议采用y+≈1。

在强旋流（如旋风分离器和涡崩溃）和大规模非定常分离情况下精度会下降。在这些情况下，使用SAS（Scale-Adaptive Simulation）或DES之类的混合RANS-LES模型会更有效。

在求解RANS框架下的Navier-Stokes方程这一点上，和其他湍流模型是一样的。

理解k-ε和k-ω的特性，然后把握SST的定位很重要。

很好。Fluent和OpenFOAM都默认支持SST k-ω，所以建议先在基准问题（平板边界层和回流流动）上验证精度，然后再应用到实际问题。