0x
005840
2024-10-31

D6.3.1. Dopływ

W symulacjach numerycznych warstwy graniczne wiatru można symulować, podobnie jak w tunelu aerodynamicznym, przy użyciu długich połaci dachowych o chropowatości podłoża. Jednak w celu zmniejszenia nakładu pracy obliczeniowej bardziej efektywne jest zdefiniowanie odpowiedniego profilu bezpośrednio w danych wejściowych. Należy pamiętać, że zalecany rozkład prędkości i parametrów turbulencji może ulec zmianie przed osiągnięciem rzeczywistego obszaru zainteresowania. Większość modeli turbulencji może przedstawiać tylko izotropową lepkość pozorną. W przypadku modelu k-ε, podobnie jak w przypadku modelu k-ω, istnieje rozwiązanie analityczne, które może reprezentować żądany stabilny przepływ przy użyciu tylko dwóch parametrów, o ile warunki brzegowe na górnej granicy i na poziomie gruntu (z0 ) są prawidłowo sformułowane. Jednak dokładniejszym podejściem byłoby uniknięcie definiowania dopływu w najniższym obszarze do wysokości z0 i przesunięcie profilu logarytmicznego o przesunięcie d0.

Do obliczeń RANS zazwyczaj przyjmuje się ustalone warunki brzegowe na dopływie. Symulacje LES, które często wymagają wpływu zależnego od czasu, mają różne podejścia. Jedną z możliwości jest osobna symulacja warstwy granicznej na długim polu chropowatości. Alternatywnie można zastosować okresowe warunki brzegowe ze skróconym pobieraniem danych.
Bardziej efektywnym podejściem jest generowanie syntetycznych, turbulentnych warunków przepływu wiatru. Tutaj średni profil przepływu jest matematycznie nakładany na fluktuacje czasowe, aby stworzyć realistyczny profil warstwy granicznej. Istnieją różne metody, w tym generowanie fluktuacji losowych na podstawie zadanej intensywności turbulencji lub przy użyciu danych pomiarowych.
Szczególnie efektywne metody wykorzystują właściwości statystyczne przepływu turbulentnego, takie jak spektra, funkcje korelacyjne lub skale długości i czasu, do generowania trójwymiarowego, niestacjonarnego przepływu. Należy zauważyć, że odwzorowanie bardzo dużych i bardzo małych struktur wirowych może być ograniczone zakresem badanej domeny lub filtrowaniem stosowanym w LES.
Należy pamiętać, że wstępnie zdefiniowany profil wiatru zmienia się na badanym obszarze. Należy to uwzględnić przy definiowaniu funkcji ściany na gruncie, upewniając się, że jest to możliwe do zastosowania i racjonalne.

Rozdział nadrzędny