湍流是一种非常复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动。它由于粘性力引起的,你也可以把湍流理解为各种不同的漩涡的叠加。雷诺数是表征惯性力与粘性力的比值,也是判断层流与湍流的一个重要依据。雷诺数很小时(<2300)粘性力起主导作用,此时流态为层流;当雷诺数很大的时候,此时惯性力占主导作用,此时流态为湍流。目前在数值模拟预测湍流流动的时候,主要有三种方法:直接模拟(DNS); 要精确模拟空间结构复杂,时间剧烈变化的湍流,需要的计算步长非常小,网格节点非常多,基本只有拥有超级计算机的研究中心才能进行;大涡模拟(LES);用NS方程来模拟大尺度涡旋,而忽略小尺度涡旋。这种方法需要的计算机资源虽然也很多,但是比DNS小得多;应用Reynolds时均方程模拟;这个是目前工程应用中最广泛的方法。工程应用中,根据不同的情况常用的模型有 零方程模型,一方程模型,两方程模型等,其中,我觉得k-ε模型应该是最常用的了。从动量方程来看,就是由对流项这个非线性项产生。至于模型,取决于实际情况,不能一概而论,每个模型都有各自的适用范围模型的选择需要你对模型具有深刻的了解或者有丰富的经验。在你确定模型的适用度之前请不要认为你获得了一个正确的流场。对于牛顿流体的NS方程做系综平均或者是滤波(空间加权平均),就得到RANS方程或者LES方程。这样的方程是不封闭的,不封闭项需要模型,一类很重要的模型是涡粘模型,RANS的混合长理论,一方程两方程等模型,以及LES的动力模型、都是在此基础上发展的。RANS和LES的目的是缩减计算网格,节约计算资源,代价是牺牲精度,模型的作用是在缩减网格的条件下,更精确的描述湍流的统计量或者大尺度量。值得指出的是,模型只能逼近和近似,无法精确描述湍流。