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2024-10-31

D6.3.1. Entrada de dados

Em simulações numéricas, as camadas limite de vento podem ser simuladas de forma semelhante a um túnel de vento utilizando entradas longas com rugosidade do solo. No entanto, para reduzir o esforço computacional, é mais eficiente definir um perfil adequado diretamente na entrada. É importante notar que a distribuição prescrita de velocidades e parâmetros de turbulência pode alterar-se antes de atingir a área de interesse real. A maioria dos modelos de turbulência apenas consegue representar a viscosidade aparente isotrópica. Para o modelo k-ε, e de forma semelhante para o modelo k-ω, existe uma solução analítica que pode representar o fluxo estável desejado com apenas dois parâmetros, desde que as condições de fronteira no nível do solo e do contorno superior (z0 ) sejam formuladas corretamente troca de dados. No entanto, uma abordagem mais precisa seria evitar definir uma entrada de fluxo na zona mais baixa até z0 e alterar o perfil logarítmico pelo desvio d0.

Para cálculos RANS, as condições de fronteira de estado estacionário são geralmente aplicadas à entrada do fluxo. Para as simulações LES, que geralmente requerem um fluxo de entrada dependente do tempo, estão disponíveis várias abordagens. Uma opção é uma simulação separada da camada de contorno sobre um campo de rugosidade longo. Alternativamente, podem ser utilizadas condições de fronteira periódicas com um fetch reduzido.
Uma abordagem mais eficiente é a geração de condições de entrada de vento turbulentas e sintéticas. Aqui, o perfil do fluxo médio é sobreposto matematicamente com flutuações temporais para criar um perfil da camada limite realista. Existem vários métodos, incluindo a geração de flutuações aleatórias com base em intensidades de turbulência dadas ou através de dados de medição.
Métodos particularmente eficazes utilizam propriedades estatísticas do fluxo turbulento, tais como espectros, funções de correlação ou escalas de comprimento e tempo, para gerar um fluxo de entrada tridimensional instável. Deve ser observado que a representação de estruturas de vórtices muito grandes e muito pequenas pode ser limitada pela extensão do domínio de estudo ou pela filtragem utilizada no LES.
É crucial considerar que o perfil de vento predefinido se altera dentro da área de estudo. Isto deve ser tido em consideração ao definir a função da parede no solo, assegurando a sua aplicabilidade e razoabilidade.

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