We prove an estimate of total (viscous plus modelled turbulent) energy dissipation in general eddy viscosity models for shear flows. For general eddy viscosity models, we show that the ratio of the near wall average viscosity to the effective global viscosity is the key parameter. This result is then applied to the 1-equation, URANS model of turbulence for which this ratio depends on the specification of the turbulence length scale. The model, which was derived by Prandtl in 1945, is a component of a 2-equation model derived by Kolmogorov in 1942 and is the core of many unsteady, Reynolds averaged models for prediction of turbulent flows. Away from walls, interpreting an early suggestion of Prandtl, we set \begin{equation*} l=\sqrt{2}k^{+1/2}\tau, \hspace{50mm} \end{equation*} where $\tau =$ selected time scale. In the near wall region analysis suggests replacing the traditional $l=0.41d$ ($d=$ wall normal distance) with $l=0.41d\sqrt{d/L}$ giving, e.g., \begin{equation*} l=\min \left\{ \sqrt{2}k{}^{+1/2}\tau ,\text{ }0.41d\sqrt{\frac{d}{L}} \right\} . \hspace{50mm} \end{equation*} This $l(\cdot )$ results in a simpler model with correct near wall asymptotics. Its energy dissipation rate scales no larger than the physically correct $O(U^{3}/L)$, balancing energy input with energy dissipation.
翻译:我们证明了总( 粘结和模拟动荡) 能量消散的估算值。 模型由1945年的 Prandtl 所衍生, 是 由 Kolmogorov 于1942 年推出的 2 等量模型的组成部分 。 对于一般 addy 粘结模型, 我们显示, 接近墙平均粘度与有效全球粘度之比是关键参数 。 这个结果随后应用到 1 等量的 URANS 波动模型, 而这个比例取决于 气流长度尺度的规格 。 这个模型由 Prandtl 所衍生, 是 由 Kolmogorov 于1942 年推出的 2 等量模型的成分 。 并且是许多不稳的, Remond 平均模型的核心 用于预测动荡流。 离开墙的一条线, 解释 最初的 Prandtl 的建议, 我们设置了\ beq{quqation= lqrq% k} k\ k\\\\\\\\\\\\\\\\\ tau, o, wad ex ex ex ex ex ex, ex ex ex lex lex lex lex 美元, 美元, 美元 美元 美元 美元 美元 美元, 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元=xxx=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx