离心泵的湍流模型

湍流是一种在自然界和工程应用中普遍存在的流体运动状态，不管是江河海洋以及大气的流动，还是管渠或者边界层内的流动绝大部分都属于湍流流动，离心泵内部流体运动绝大部分处于充分发展的湍流状态。湍流是一种高度非线性的复杂流动，其主要特征是运动极不规则、极不稳定、空间任一点的速度大小方向都随意变化，这样人们通过现有的理论计算、实验研究或者计算机数值模拟来想彻底认识湍流都显得非常困难。运用数学语言可以对其进行描述，但是目前为止连续方程和运 动方程也只能求其近似解，而解析目前尚无精确计算。

离心泵内的流体流动复杂，使用数值模拟需要加载对应的湍流模型。对于湍流的数值模拟，现阶段有三种方法：直接数值模拟、大涡模拟和Reynolds平均法，其中使用最广泛的是Reynolds平均法，对于大部分研究离心泵内部流场的文章均是采用这种方法。由于对雷诺应力的处理方式不同，Reynolds平均法的湍流模型又可分为涡粘模型和Reynolds应力模型。每个模型都有各自不同的特点来处理相应的问题，没有哪个单独的模型可以处理任何流动问题，根据流动过程中所包含的物理特征、特定问题下对计算精度的要求和可行性以及对计算资源和计算时间的把握，作出对计算湍流模型的合理选择。