现有湍流数值模拟的方法主要有:直接数值模拟(Direct Numerical Simulation,DNS),雷诺时均化湍流模型(Reynolds-Averaged Navier-Stokes,RANS),大涡模拟(Large Eddy Simulations,LES)。直接数值模拟(DNS)方法不需要建立湍流模型,具有最高的准确度,但是需要捕捉到最小尺度的湍流,对时间和空间分辨率要求很高,限制了其在工程上的应用。雷诺时均化湍流模型(RANS)目前应用最多,该方法可在满足工程精度要求的范围内利用较小的计算机消耗预测平均流动静态特征,但对于非定常流动、大尺度分离流动等重要问题还难以得到满意的结果,不适合求解脉动尺度的非定常流动问题[31,32]。LES方法[33]尝试捕捉流场中大部分湍流尺度,配合小尺度局部模型,可成功模拟大尺度涡流所造成的不稳性和周期性,但是其对网格的要求比RANS严格许多。湍流模型在空化流动计算中的应用越来越受到人们的重视。国内外很多专家都从事于该方面的研究,继而提出了很多计算精度更高、针对性强的湍流模型。
对于自然空化流动,方程组中未知量(μ,p,ρ,Τ)的个数多于方程个数(连续性方程、能量方程、动量方程),所以必须提供空化模型。大部分空化模型都是基于R-P模型气泡动力学方程发展出来的。常见的空化模型有:Zwart空化模型,Zwart修正空化模型,Kunz空化模型,Singhal空化模型等,其中涉及的经验常数通常根据实验结果来估计。