URANS — CAE用语解说

RANS是定常（Steady）的湍流解析，URANS的U是Unsteady，非定常的意思。当需要处理时间变化的流动时，例如翼失速行为或汽车振动现象这样流动周期性或非定常变动的情况下，使用URANS。

你问得好。两者都是非定常计算，但最大的区别在于尺度分解。URANS使用时间平均的湍流模型来只求解大尺度的非定常性，而LES直接求解格子尺度以上的涡结构。也就是说，URANS的计算成本远低于LES，但无法了解湍流的详细结构。

汽车外部空气动力学中想要观察翼尖涡的尾流效应时间变化的情况，或者涡轮机械的转子-定子干涉分析都是很好的例子。当想要捕捉斯特劳哈尔数量级的低频非定常性，但又没有LES那样的计算资源时，URANS就成为了现实的选择。

在相同格子分辨率下，URANS和LES的计算成本差异可以达到几倍到10倍以上。而且LES需要分辨边界层，因此壁面附近的格子必须极其精细，导致格子数量急剧增加。在工业CFD中目前能实际运行的主要还是URANS。

大体上是这样，但最近出现了IDDES这样的混合方法，在壁面附近采用URANS的方法，在流动分离区采用LES的方法，通过切换计算方式来兼顾成本和精度。优化成本与精度平衡的努力还在继续。