Оценка возможностей RANS-моделей турбулентности по результатам расчетов свободной конвекции, развивающейся вблизи внезапно нагретой вертикальной пластины

В работе представлены результаты тестирования нескольких RANS-моделей турбулентности на примере решения задачи развития во времени свободной конвекции воздуха у поверхности внезапно нагретой безграничной вертикальной пластины. Результаты решения с использованием различных моделей сопоставлены с литературными данными, полученными методом прямого численного моделирования. Численные решения получены с применением четырех моделей, две из которых основаны на концепции изотропной турбулентной вязкости, а остальные предполагают решение уравнений переноса компонент тензора рейнольдсовых напряжений. Получены характеристики течения и теплообмена на разных стадиях развития пограничного слоя – от ламинарного режима до турбулентного. На основе сопоставления полученных результатов с данными прямого численного моделирования сделаны выводы о предсказательных возможностях рассмотренных RANS-моделей турбулентности.