Scegliere un modello di turbolenza non è una preferenza ma una decisione ingegneristica, e la motivazione va messa per iscritto [1] [2].
Il percorso decisionale
Il flusso si separa? Se ci si attende separazione — diffusore, lingua della voluta, scia della pala, brusco allargamento — k-ω SST è nettamente migliore. Sotto un gradiente di pressione avverso, k-ε prevede la separazione in ritardo, o la manca del tutto.
Il flusso è in gran parte parallelo alla parete e aderente? Tubazioni lunghe, condotti, la regione aderente di un flusso esterno — lì k-ε basta e converge anche a costo minore.
Macchine rotanti? k-ω SST è la scelta predefinita; il comportamento dello strato limite sulla superficie della pala determina direttamente il risultato.
La transizione conta? A bassi numeri di Reynolds, dove è la regione di transizione laminare-turbolenta a fissare la resistenza, serve un modello di transizione come γ-Reθ.
Il legame con y+
La scelta del modello impone il requisito di griglia:
- Con le funzioni di parete restate nell'intervallo y+ ≈ 30–300
- La risoluzione fino a parete (dove SST dà il meglio) richiede y+ < 1
Il modello giusto con il y+ sbagliato non è il modello giusto. Scegliere SST e girare a y+ = 50 getta via proprio il vantaggio in prossimità della parete per cui lo avete scelto.
Che cosa va nella relazione
Il modello scelto, la ragione della scelta, la distribuzione di y+ che ne risulta (media e massimo) e come è stato trattato il bordo di parete. Bastano tre frasi — ma quelle tre frasi devono esserci.
Riferimenti
- Menter, F. R. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 32(8), 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149
- Launder, B. E. & Spalding, D. B. (1974). The numerical computation of turbulent flows. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 3(2), 269–289. DOI: 10.1016/0045-7825(74)90029-2
- Langtry, R. B. & Menter, F. R. (2009). Correlation-based transition modeling for unstructured parallelized computational fluid dynamics codes. AIAA Journal, 47(12), 2894–2906. DOI: 10.2514/1.42362