17.10.1 Model k − ɛ
Kelas “kEpsilon” mengimplementasikan versi standar dari model k − ε yang diberikan oleh Persamaan (17.25) dan (17.26). Ini mendefinisikan konstanta-konstanta yang diperlukan dan set variabel yang digunakan dalam model, seperti yang ditunjukkan dalam Listing 17.4.
Listing 17.4 Skrip yang mendefinisikan model k − ε,
Ini dapat dipilih dari kamus “RASProperties” dengan nama “kEpsilon” yang didefinisikan di bawah “TypeName” dari kelas sebagai (Listing 17.5).
Listing 17.5 Pernyataan yang digunakan untuk memilih model k-ε.
Diturunkan dari kelas virtual dasar “turbulenceModel”, semua fungsinya harus didefinisikan sebagai berikut (Listing 17.6).
Listing 17.6 Pernyataan yang digunakan untuk mendefinisikan tensor tegangan efektif dan bidang difusi dalam persamaan momentum.
Fungsi “divDevReff” mengembalikan kontribusi difusi dalam persamaan momentum termasuk tegangan Reynolds, yaitu
Dalam kasus ini, jenis data yang dikembalikan oleh fungsi (Listing 17.7) berupa sebuah fvMatrix yang didefinisikan sebagai
Listing17.7 Kontribusi implisit dan eksplisit dari istilah Laplacian.
Di mana Laplacian dari medan kecepatan dibagi menjadi kontribusi matriks implisit dan eksplisit. Penting untuk mencatat bahwa istilah divDevReff hanya bergantung pada medan gradien kecepatan dan viskositas total atau efektif (nuEff()). Ini berarti bahwa OpenFOAM® mengimplementasikan kontribusi gaya geser dinding dengan memodifikasi hanya viskositas turbulen di dinding; dengan demikian mengimplementasikan Persamaan (17.77). Pengumpulan dan penyelesaian persamaan model turbulensi didefinisikan melalui fungsi anggota “correct()” seperti pada Listing 17.8.
Listing 17.8 Pengumpulan dan penyelesaian model turbulensi.
Di sini, OpenFOAM® pertama-tama mengumpulkan dan kemudian menyelesaikan persamaan ε sebelum persamaan k, menggunakan skrip seperti yang tercantum pada Listing 17.9.
Listing 17.9 Mengumpulkan dan menyelesaikan persamaan ε.
Di mana medan G mendefinisikan istilah produksi global yang sebelumnya didefinisikan dalam Persamaan (17.28) sebagai 
Berdasarkan pendekatan fungsi dinding, sebelum menyelesaikan persamaan ε, perlu untuk memodifikasi nilai ε di semua sentroid sel yang terhubung ke dinding menggunakan Persamaan (17.81) dan (17.83). Dalam OpenFOAM®, nilai-nilai ε dan diubah di dinding dengan mendefinisikan kondisi batas dinding khusus untuk medan ε dengan modifikasi yang dipaksa melalui fungsi “epsilon_.boundaryField(). updateCoeffs();” dengan definisi batas khusus untuk laju dissipasi ε yang ditemukan di bawah direktori “FOAM_SRC/turbulenceModels/incompressible/RAS/ derivedFvPatchFields/wallFunctions/epsilonWallFunctions/epsilonWallFunction”. Berdasarkan model fungsi dinding, kelas ini harus memperbarui nilai dari dua variabel ε dan Operasi ini dilakukan oleh fungsi “calculate” di mana, setelah mendefinisikan semua variabel yang diperlukan, siklus loop mengubah nilai-nilai yang sesuai (dengan G dalam Listing 17.10 sesuai dengan istilah produksi ). Variabel “w” hanya merupakan faktor bobot untuk memperhitungkan sel batas yang berkontak dengan lebih dari satu dinding (misalnya, sudut). Untuk wajah standar, “w” memiliki nilai satu.
Listing 17.10 Perhitungan ε dan modifikasi produksi energi kinetik turbulensi pada sel-sel dekat dinding.