摘要目的:研究不同冲洗液流速(5、8.6、10、15m/s)条件下,三种湍流数值计算模型在模拟牙根管冲洗过程中的适用性,重点分析各模型在计算精度和计算效率方面的差异.方法:以预备至15/04号规格(牙根管尖端直径0.15 mm、锥度4％)的上颌第一磨牙为研究对象,基于微型计算机断层扫描(Micro-CT)图像进行三维建模.以直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)结果作为对照基准,对比分析大涡模拟(large eddy simulation,LES)、剪切应力输运(shear stress transport,SST)与重整化群(renormalization group,RNG)三种湍流模型在不同入口流速条件下的计算精度和计算效率.结果:RNG模型在所有冲洗液流速下均较早出现低速区,模拟精度较低;SST模型在低流速(5～8.6 m/s)下速度变化与DNS的模拟结果接近,但随着流速上升,计算偏差增加;LES模型在高流速(10～15 m/s)下与DNS的模拟结果保持良好的一致性,能够准确反映根管顶端区域的速度分布.结论:在模拟精度方面,LES模型与DNS模型最为接近,SST模型次之,RNG模型偏差最大.在计算效率方面,SST模型耗时约为LES模型的20％,效率最高;RNG模型效率略低于SST模型;而LES模型计算耗时较长,效率最低.综合计算精度与效率考虑,SST模型在低流速条件(5～8.6 m/s)下表现出较好的精度与效率平衡性,适用于低流速冲洗模拟;LES模型在高流速条件(10～15 m/s)下具有更高的预测计算精度,更适合用于高流速冲洗模拟.需要说明的是,LES模型的优势部分来源于其更高的网格分辨率,使其能够更清楚地捕捉高速流动中的速度变化特征,从而更真实地反映冲洗液在根管内的流动情况.因此,在评估湍流模型性能时,应根据不同流速工况,综合考虑计算精度、效率与网格分辨率之间的平衡.