涡 — CAE用语解说

涡是流体旋转的结构，在流速差（速度梯度）存在的地方产生。例如在壁面附近流速为零，但稍离开时流速较快，由这种剪切涡转。物体后方或转角处流动剥离时也会产生大的涡。

涡度 ω = ∇ × u（速度的旋转）可以量化局部旋转的强度。列举代表性的涡的例子，卡门涡是在圆柱后方交替放出的涡列，翼端涡是飞行器翼端产生的强涡。

涡的行为由Navier-Stokes方程支配。

RANS湍流模型会将大涡进行时间平均，所以如果想看涡的非定常行为，需要用LES或DES。例如在汽车空气动力学设计中，侧镜周围的涡会成为噪声的原因，所以用LES详细解析涡结构的案例在增加。

仅用涡度会捕捉到壁面附近的剪切，所以用Q准则或λ2准则的等值面进行可视化是通常做法。可以干净地提取只有涡结构。

用Q准则对LES结果进行可视化时，真的能看到很漂亮的涡结构。首先用圆柱周围的流动试试比较教科书会很容易。