D5.1. Transitoire ou stationnaire

Le vent est un phénomène dépendant du temps et sa simulation peut saisir différents résultats, tels que les moyennes temporelles de la vitesse et de la turbulence, ou les effets du flux dynamiques, selon la méthode choisie (voir le Tableau 6).

Tableau 6 : Grandeurs du flux calculables avec RANS, URANS et Les

Selon Shimada et Ichihara, une quantité d'écoulement instantanée Φ peut être décomposée en une moyenne temporelle Φ ‾, une variation périodique Φ Ϝ et une variation turbulente Φ^'. Dans la forme la plus simple, la simulation RANS (Reynolds-Averated Navier-Stokes) ne calcule que les moyennes temporelles Φ ‾ des grandeurs de flux, en excluant les effets dynamiques. Une simulation transitoire est nécessaire pour saisir les effets du flux transitoire. URANS (Unsteady RANS) permet le calcul des moyennes temporelles Φ ‾ plus les fluctuations périodiques Φ Ϝ, bien qu'il ait tendance à sous-estimer la variation globale. Dans URANS, outre le choix approprié de la grille et du pas de temps, le modèle de turbulence et le schéma de discrétisation jouent un rôle essentiel. Les modèles de turbulence trop dissipatifs peuvent amortissement les effets transitoires, c’est pourquoi les schémas de discrétisation non dissipatifs sont recommandés pour les simulations transitoires.

L'approche la plus complète est la simulation LES (Large Eddy Simulation), qui peut représenter les moyennes temporelles Φ ‾, périodiques Φ Ϝ et les fluctuations turbulentes Φ^'. Cette composition illustre les capacités et les limites des différentes méthodes de simulation pour saisir les phénomènes du flux transitoire. Le choix de la méthode appropriée dépend en fin de compte des exigences spécifiques de chaque étude et doit être considéré avec soin pour saisir correctement les aspects pertinents du flux de vent.