Ayrılma iki türlüdür ve zorluk dereceleri tamamen farklıdır.
Geometriden zorlanan ayrılma. Keskin bir kenarda akış zaten ayrılmak zorundadır; yeri geometriyle sabittir. Model seçimi sonucu fazla etkilemez.
Basınç gradyanıyla oluşan ayrılma. Düz ya da yumuşak eğrili bir yüzeyde (difüzör, kanat emme yüzeyi, araç arkası) ayrılmanın nerede başlayacağını sınır tabakanın ters basınç gradyanına dayanma gücü belirler — yani türbülans modeli. Burada model seçimi doğrudan sonucu değiştirir.
Neden k-ε geç görür
Standart k-ε, türbülans viskozitesini ters basınç gradyanı altında olduğundan yüksek tahmin eder. Yüksek viskozite, sınır tabakayı olduğundan dayanıklı gösterir: akış yapışık kalır, ayrılma geç başlar ya da hiç görünmez. SST'nin bu problemdeki üstünlüğü tam olarak kayma gerilmesini sınırlamasından gelir [1]. Bkz. türbülans modeli notu.
Yeniden yapışma: gözden kaçan büyüklük
Ayrılan akış bir mesafe sonra yüzeye geri yapışır ve yapışma noktasında ısı transferi tepe yapar — çoğu zaman bozulmamış akıştakinin birkaç katı. Elektronik kabinlerde, çarpan jetlerde ve ani genişlemelerde sıcak ya da soğuk noktanın yeri bu noktadır.
Ağ, ayrılma baloncuğunun içini yeterli hücreyle çözmelidir; baloncuğu üç-beş hücreyle geçen bir ağ, yapışma yerini de ısı transferi tepesini de kaçırır.
Zamana bağlılık
Ayrılma bölgesi nadiren durağandır: baloncuk büyüyüp küçülür, yapışma noktası salınır. Kalıcı rejim çözümü bir ortalama verir ve çoğu zaman yakınsamakta zorlanır. Salınım bastırılmaya çalışılıyorsa fizik siliniyor demektir. Bkz. yakınsama notu ve RANS/DES/LES notu.
Doğrulama
Ayrılmanın belirleyici olduğu bir çalışmada tek bir model yeterli değildir. En az iki modelle koşup ayrılma noktasının ne kadar kaydığını raporlamak, sonucun güvenilirliğini gösteren en dürüst ölçüdür.
Kaynaklar
- Menter, F. R. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 32(8), 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149
- 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