En las simulaciones numéricas, las capas límite de viento se pueden simular de forma similar a un túnel de viento utilizando alcances largos con rugosidad del terreno. Sin embargo, para reducir el esfuerzo de cálculo, es más eficiente definir un perfil adecuado directamente en la entrada. Es importante tener en cuenta que la distribución prescrita de velocidades y parámetros de turbulencia puede cambiar antes de alcanzar el área de interés real. La mayoría de los modelos de turbulencia solo pueden representar la viscosidad aparente isótropa. Para el modelo k-ε, y de manera similar para el modelo k-ω, existe una solución analítica que puede representar el flujo estable deseado con solo dos parámetros, siempre que las condiciones de contorno en el límite superior y el nivel del suelo (z0 ) se formulen correctamente. Sin embargo, un enfoque más preciso sería evitar definir un flujo de entrada en la región más baja hasta z0 y desplazar el perfil logarítmico por la desviación d0.
Para los cálculos de RANS, las condiciones de contorno de estado estacionario generalmente se aplican en la entrada. Las simulaciones de LES, que a menudo requieren un flujo de entrada dependiente del tiempo, tienen varios enfoques disponibles. Una opción es una simulación por separado de la capa límite sobre un campo de rugosidad largo. Como alternativa, se pueden usar las condiciones de contorno periódicas con un fetch acortado.
Un enfoque más eficiente es la generación de condiciones de entrada de viento turbulentas y sintéticas. Aquí, un perfil de flujo medio se superpone matemáticamente con fluctuaciones temporales para crear un perfil de capa límite realista. Existen varios métodos, incluida la generación de fluctuaciones aleatorias basadas en intensidades de turbulencia dadas o el uso de datos de medición.
Los métodos particularmente eficaces utilizan las propiedades estadísticas del flujo turbulento, como los espectros, las funciones de correlación o las escalas de longitud y tiempo, para generar un flujo de entrada tridimensional e inestable. Cabe señalar que la representación de estructuras de vórtices muy grandes y muy pequeñas puede estar limitada por la extensión del dominio de estudio o el filtrado utilizado en LES.
Es crucial considerar que un perfil de viento predefinido cambia dentro del área de estudio. Esto se debe tener en cuenta al definir la función del muro en el terreno, asegurando que se verifique su aplicabilidad y razonabilidad.