D3. Rugosità

Nella simulazione CFD dei flussi degli edifici, è necessario considerare due diversi tipi di strato limite.

• Lo strato limite atmosferico come condizione di afflusso.
• Strati limite locali su superfici solide, spesso modellati tramite funzioni di parete.

Se il flusso non è risolto direttamente sulla superficie strutturale, si applicano le leggi della parete, che pongono requisiti specifici sulla discretizzazione della superficie. L'applicazione delle leggi sulle pareti nelle aree di separazione dovrebbe essere esaminata criticamente.
Sebbene entrambi i tipi di strato limite siano basati sulla legge logaritmica universale delle pareti, utilizzano parametri diversi per descrivere la rugosità della superficie:

• Lo strato limite atmosferico utilizza la lunghezza di rugosità implicita z₀.
• Le funzioni delle pareti utilizzano tipicamente la rugosità equivalente esplicita del granello di sabbia k_s.

Questi parametri di rugosità provengono da diverse prospettive e hanno grandezze variabili ( k_s : da 0,9 a 60 m; z₀ :0,01 a 1 m). L'equivalenza diretta non è quindi consentita.
Per applicare la rugosità del terreno nelle funzioni della parete, è necessaria la conversione da z₀ a k_s. A seconda dell'implementazione, si applica un'approssimazione: k_s ≈20⋅z da₀ a 30⋅z₀ (secondo Schlichting e Blocken).
Questa distinzione è cruciale per la corretta modellazione degli strati limite nelle simulazioni CFD dei flussi degli edifici.