基于各向异性强迫均匀湍流的雷诺应力衰减建模

求解雷诺平均纳维-斯托克斯方程的模型是预测复杂湍流的常用工具，因其计算成本低且能提供或估算工程感兴趣的量。然而，结果取决于对未封闭项的正确处理，这需要在模型形式的开发和评估方面取得进展。在本研究中，我们将雷诺应力输运方程作为二阶矩湍流闭合建模的框架。我们特别关注负责雷诺应力衰减的项，这些项可以在均匀湍流的典型设置中与其他项隔离并单独评估。我们表明，通过对动量方程施加各向异性强迫，可以访问传统上在三周期域中未探测的湍流状态。所得数据以比现有文献更全面的方式涵盖了广泛的各向异性湍流行为。然后，我们考虑了多种模型形式，这些数据使我们能够进行稳健的模型系数选择，并选择一个最优模型，该模型在主轴坐标系雷诺应力表达时扩展至三次项。然后，将所选衰减模型的性能与模拟数据和文献中的流行模型进行比较，证明了所开发模型的优越准确性，进而证明了该框架在模型选择和调优方面的有效性。