Одной из основных характеристик естественного ветра является атмосферный граничный слой. Она определяется увеличением скорости ветра (от нуля у земли) и уменьшением интенсивности турбулентности с увеличением высоты, как показано на рисунке 1. Для измерения механических величин на конструкциях дублирование этого граничного слоя необходимо. Типичные сильные ветровые нагрузки демонстрируют нейтральную термическую слоистость, при которой изменения температуры и давления с высотой незначительны для большинства практических применений. Для точного описания естественного граничного слоя необходимо задать конкретные параметры и условия.
Как показано на рисунке 1, граничный слой воздуха разделяется на вязкую подслой, слой Прандтля и слой Экмана. В то время как вязкий подслой обычно не имеет значения для численного моделирования, слой Прандтля, с преобладающим трением, достигает высоты около 100 метров. В слое Экмана выше ветер отклоняется в направлении геострофического ветра. При моделировании атмосферных ветровых потоков часто пренебрегает сила Кориолиса, которая считается консервативной для большинства ветротехнических приложений.
![Стратификация атмосферного слоя и характеристики пограничного слоя по Коссу [7]](/ru/webimage/053328/4141016/Image.png?mw=760&hash=ec9a55cdca40d30b4481aa04757df3b01dc1fa64)