湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,也称为稳流或片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。这时的流体作不规则运动,有垂直于流管轴线方向的分速度产生,这种运动称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。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。