k-epsilon模型是一種用於模擬湍流的 Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) 模型,它包含兩個獨立的輸運方程,分別用於求解湍流動能(k)和湍流耗散率(ε)的輸運。
這個模型是基於湍流充分發展的假設,因此在近壁面等湍流發展不足的情況下可能不適用。k-epsilon模型假設湍流是由各種尺度的渦動結構組成的,大渦攜帶並傳遞能量,小渦則將能量耗散為內能。
此外,該模型還包含一個湍流普朗特數(Reynolds number),用於描述流動的雷諾數,從而確定模型的套用範圍。在實際套用中,該模型的性能在旋轉均勻剪下流、自由流動、通道和邊界層流動等多種流動情況下被廣泛驗證,顯示出其優越性。
需要注意的是,k-epsilon模型在求解時可能會出現負值問題,這可能是由於數值格式或模型本身的問題。為了克服這個問題,可以採取一些措施,如強制規定源項與0的關係,或者對源項進行局部線性化等。