Моделирование затопленного гидравлического скачка с использованием различных моделей турбулентности

Проведено численное моделирование трехмерных затопленных гидравлических скачков. При моделировании формы свободной поверхности использовался метод объема жидкости. Турбулентная структура течения моделировалась с помощью следующих моделей турбулентности: стандартная $k{-}\varepsilon$, ренорм-групповая (RNG) $k{-}\varepsilon$, реализуемая $k{-}\varepsilon$, а также с помощью схем замыкания модели напряжения Рейнольдса (RSM). Исследованы модели турбулентности, в которых используются стандартные пристенные функции и методы расширенного описания пристенного течения. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных. Показано, что численная модель достаточно точно описывает структуру течения и форму свободной поверхности затопленных гидравлических скачков. Установлено, что расчеты по RNG $(k{-}\varepsilon)$-модели турбулентности с использованием метода расширенного описания пристенного течения являются наиболее точными при моделировании формы поверхности воды. Результаты расчета по модели RSM с использованием метода расширенного описания пристенного течения лучше согласуются с экспериментальными данными о продольной скорости в полностью развитой области течения вблизи дна канала, чем результаты расчетов по другим моделям турбулентности. Результаты расчетов продольной скорости с использованием стандартной $(k{-}\varepsilon)$-модели также являются более точными, чем результаты расчетов по модели RNG и реализуемой $(k{-}\varepsilon)$-модели.