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2024-10-31

D6.3.1. Afflusso

Nelle simulazioni numeriche, gli strati limite del vento possono essere simulati in modo simile a una galleria del vento utilizzando lunghi recuperi con rugosità del terreno. Tuttavia, per ridurre lo sforzo di calcolo, è più efficiente definire un profilo adatto direttamente nell'input. È importante notare che la distribuzione prescritta delle velocità e dei parametri di turbolenza può cambiare prima di raggiungere l'area di interesse effettiva. La maggior parte dei modelli di turbolenza può rappresentare solo la viscosità apparente isotropa. Per il modello k-ε, e allo stesso modo per il modello k-ω, esiste una soluzione analitica che può rappresentare il flusso stabile desiderato con solo due parametri, a condizione che le condizioni al contorno al contorno superiore e al livello del terreno (z0 ) siano correttamente formulate. Tuttavia, un approccio più accurato sarebbe quello di evitare di definire un afflusso nella regione più bassa fino a z0 e di spostare il profilo logaritmico dell'offset d0.

Per i calcoli RANS, le condizioni al contorno di stato stazionario vengono generalmente applicate all'afflusso. Le simulazioni LES, che spesso richiedono un afflusso dipendente dal tempo, hanno vari approcci disponibili. Un'opzione è una simulazione separata dello strato limite su un campo di rugosità lungo. In alternativa, possono essere utilizzate condizioni al contorno periodiche con un recupero abbreviato.
Un approccio più efficiente è la generazione di condizioni sintetiche di ingresso del vento turbolento. Qui, un profilo di flusso medio è sovrapposto matematicamente con fluttuazioni temporali per creare un profilo realistico dello strato limite. Esistono vari metodi, inclusa la generazione di fluttuazioni casuali basate su date intensità di turbolenza o utilizzando i dati di misurazione.
I metodi particolarmente efficaci utilizzano le proprietà statistiche del flusso turbolento, come spettri, funzioni di correlazione o scale di lunghezza e tempo, per generare un afflusso tridimensionale e instabile. Va notato che la rappresentazione di strutture a vortice molto grandi e molto piccole può essere limitata dall'estensione del dominio di studio o dal filtraggio utilizzato in LES.
È fondamentale considerare che un profilo del vento predefinito cambia all'interno dell'area di studio. Questo deve essere preso in considerazione nella definizione della funzione della parete sul terreno, garantendone l'applicabilità e la ragionevolezza.

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