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Wilcox k-ω 模型

1. 基本方程

2. 湍流粘性系数

3. 生成项

5. 交叉扩散混合函数 F₁(仅用于交叉扩散项开关)

y 为到最近壁面的距离。

6. 模型常数(2006/2008 最终版)

参数数值说明
0.09固定(全场相同)
5/9 ≈ 0.5556
0.075=
0.5湍流扩散系数(ω 方程)
0.6湍流扩散系数(k 方程)
0.0内层交叉扩散系数(关闭)
0.125外层交叉扩散系数(仅自由剪切层开启)
0.41仅用于对数律验证,不参与闭合

注意:2006 版将 精确保持为 0.09,,不再随低 Re 修正。

8. 壁面边界条件

  • k 壁面:$ k = 0 $
  • ω 壁面(光滑壁面,推荐高精度形式):更精确的混合形式(Wilcox 推荐):

9. 适用范围与特点

  • 对自由剪切层(jet、wake、mixing layer)传播率极准(优于 SST)
  • 对逆压梯度分离预测偏弱(不如 SST)
  • 对壁面距离 y 极其敏感(自由流中 ω → 0 极慢)
  • 推荐与 SST 联合使用(SST 就是在此基础上改造而来)

参考文献

  • Wilcox, D. C. (2006). Turbulence Modeling for CFD (3rd ed.). DCW Industries. Chapter 5.
  • Wilcox, D. C. (2008). “Formulation of the k-ω Turbulence Model Revisited,” AIAA Journal, 46(11).

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