Abstract
幾乎所有典型的紊流模式均使用單一時間尺度來描述紊流流場，如此無法考慮在真實流場中，當紊流平均流突然被施加一高應變率時，較低波數渦流和較高波數渦流對於此突加應變反應能力的不同，亦即時間尺度的不同。基於此想法，便有許多前輩致力於將典型模式混入多時間尺度觀念，以增進紊流模式預測流場之能力。其中以 Gul[8]之kετ紊流模式具有較簡單的形式與類似的時間尺度觀念，本文遂以其模式為出發點加以研究。但於研究過程中發現其人之模式並非真正的多時間尺度模式，而僅可稱為新的時間尺度修正模式，且其模式不滿足local equilibrium condition 造成此模式在預測流場的能力上有不一致的疑點。如本文所涉及自由噴流的計算，此模式以拋物線程式計算和橢圓式程式計算所得之結果不一致，以及在對撞噴流計算結果□在較遠的徑向距離展現太低的紊流強度及擴散率的現象，俱經本文於修正此模式為滿足 local equilibrium condition後而大有改善。然而Gul[8]之kετ紊流模式在滿足local equilibriumcondition之後便失去自由噴流計算中平面噴流擴散率大於圓管噴流擴散率的特性(這樣特性才與實驗值一致，且非典型單一時間尺度紊流模式所能達成)，故而本文修改kετ紊流模式為kεz紊流模式使其滿足上述特性及滿足local equilibrium condition，但可惜此一新的kεz紊流模式在自由噴流發展區之計算上有勢流錐(potential core)過長的缺點。此外本文亦將kετ紊流模式中的時間尺度觀念引入雷諾應力紊流模式中形成雷諾應力-τ紊流模式，發現其在不滿足local equilibrium condition亦有類似 kετ紊流模式俱有自由噴流計算中平面噴流擴散率大於圓管噴流擴散率的特性。