Pengenalan Turbulence Modelling
Introduction Turbulence Modelling. Secara umum, ada empat pendekatan yang berbeda dalam memodelkan turbulensi dan efeknya. Tujuan utama dari model turbulensi adalah untuk menentukan tegangan Reynolds. Metode perhitungan tegangan Reynolds dapat bervariasi dari yang relatif sederhana hingga sangat kompleks, yang pada gilirannya menghasilkan berbagai persyaratan terhadap upaya komputasi yang diperlukan dan grid komputasi yang diperlukan. Kategori model turbulensi paling dasar adalah model Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS), karena semua model dalam kelompok ini bekerja pada fluktuasi temporal dari kecepatan rata-rata, yaitu rata-rata Reynolds.
TIPS
Tegangan Reynolds dapat dianggap sebagai “aliran momentum rata-rata per satuan luas, dan karenanya dapat dibandingkan dengan tegangan geser” dan mereka memperkenalkan variabel tambahan ke dalam persamaan aliran. Hal ini menghasilkan masalah penutupan, karena nonlinieritas persamaan Navier-Stokes ketika di-averaging, yang menghasilkan persamaan Reynolds. Dalam kasus ini, tegangan Reynolds harus dimodelkan dengan cara tertentu, yang merupakan titik di mana model turbulensi berperan (lihat Pope [11]).
Kelompok model berikutnya disebut simulasi eddy besar (Large Eddy Simulation (LES)) dan berbeda dari model RANS dalam hal bahwa hanya eddy skala kecil yang dimodelkan. Eddy skala besar diresolusi spasial oleh grid komputasi, yang perlu jauh lebih halus untuk berfungsi dengan benar dibandingkan dengan model RANS. Dalam hal biaya komputasi dan efisiensi, LES berada di antara RANS dan Simulasi Numerik Langsung (DNS), seperti yang ditunjukkan dalam gambar 7.1.
Pemodelan turbulensi dalam OpenFOAM adalah generik, oleh karena itu model apa pun dapat dipilih dalam setiap solver. Hal ini diasumsikan bahwa solver mendukung pemodelan turbulensi, yang merupakan kasus untuk sebagian besar solver. Implementasi generik memiliki manfaat utama dapat menggunakan RTS bersama dengan model turbulensi dan tidak perlu mengompilasi ulang solver, ketika model turbulensi yang berbeda harus digunakan. Berikut ini, hanya sebagian kecil dari model RANS yang dicakup, sedangkan LES, Detached Eddy Simulation (DES), dan model DNS diabaikan.