D3. Rugosité surfacique

Deux types de couches limites doivent être considérés dans la simulation CFD des flux de construction.

• La couche limite atmosphérique comme condition d'entrée.
• Couches de contour locales sur les surfaces solides, souvent modélisées à l'aide des fonctions de voile.

Si le flux n'est pas directement résolu au niveau de la surface de la structure, les lois sur les parois sont appliquées, ce qui entraîne des exigences spécifiques pour la discrétisation des surfaces. L'application des lois sur les murs dans les zones de séparation doit être examinée de manière approfondie.
Bien que ces deux types de couches de contour soient basés sur la loi universelle de la paroi logarithmique, ils utilisent des paramètres différents pour décrire la rugosité de surface :

• La couche limite atmosphérique utilise la longueur de rugosité implicite z₀.
• Les fonctions des voiles utilisent généralement la rugosité du grain de sable k_s.

Ces paramètres de rugosité proviennent de différentes perspectives et ont des grandeurs variables (k_s : 0,9 à 60 m ; z₀ :0,01 à 1 m). L'équivalence directe n'est donc pas admise.
Pour appliquer la rugosité de terrain dans les fonctions de voile, il est nécessaire de convertir z₀ en k_s. Selon l'implémentation, une approximation est appliquée : k_s ≈20⋅z₀ à 30⋅z₀ (selon Schlichting et Blocen).
Cette distinction est cruciale pour une modélisation correcte des couches limites dans les simulations CFD des flux de construction.