《表1 各湍流模型误差：基于CFD的KCS船尾伴流场快速预报方法研究》

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《基于CFD的KCS船尾伴流场快速预报方法研究》

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根据黏流理论，本节探究了雷诺平均（RANS）湍流模型中Spallart-Allmaras模型、Realizablek-ε模型和SSTk-w模型对数值计算结果的影响。其中Spallart-Allmaras模型是RANS一方程模型，计算速度相对二方程模型快且稳定。Realizablek-ε模型是由标准k-ε模型改进而来，是RANS二方程模型，改进了湍流黏度项，对能量耗散率运输方程进行了修正，计算结果较标准k-ε模型精确。SSTk-w模型是综合了标准k-ε模型与标准k-w模型，吸取了标准k-ε模型对于远场流动的高度还原优点，同时应用了标准k-w模型的近壁面处理方法。CFD计算中，选取基础网格尺寸为L/55，时间步长为0.04 s，各湍流模型的模拟结果误差分析如下表1所示。根据表1数据，当CFD计算不考虑自由液面，用叠模法所得数值结果中，Realizablek-ε模型和SSTk-w模型所得结果非常相近，其中Realizablek-ε模型综合3条验证线的平均误差为1.692%，SSTk-w模型为1.795%，Realizablek-ε模型精度更高。Spallart-Allmaras模型所得结果虽满足工程精度要求，但是误差明显大于前两者。