D5.1. Переходная или установившаяся

Ветер по своей сути является переменным во времени явлением, и при его моделировании можно, в зависимости от выбранного метода, получить различные результаты, такие как усреднение по времени скорости и турбулентности или динамические эффекты потока (см. таблицу 6).

Таблица 6: Величины потока, рассчитываемые в модулях RANS, URANS и LES

По Симаде и Исихаре, мгновенная величина потока Φ может быть разложена на среднее во времени Φ ‾, периодическое колебание Φ ~ и стохастически-турбулентное колебание Φ^'. В простейшем случае, моделирование RANS (усредненное по Reynolds Navier-Stokks) рассчитывает только временные средние Φ ‾ величин потока, без учета динамических эффектов. Для учета нестационарных эффектов потока требуется применение нестационарного моделирования. Программа URANS (Нестационарная RANS) позволяет выполнить расчет временных средних Φ ‾ плюс периодические колебания Φ ~ , но при этом занижает общие колебания. В программе URANS, кроме соответствующего выбора сетки и временного шага, важную роль играют модель турбулентности и схема дискретизации. Модели турбулентности с чрезмерной диссипацией могут поглощать нестационарные эффекты, поэтому для нестационарных моделей рекомендуются нестационарные схемы дискретизации.

Наиболее комплексным методом является LES (Large Eddy Simulation), который может моделировать усредненные во времени Φ ‾, периодические Φ ‑ и стохастически-турбулентные колебания Φ^'. Данное разложение показывает возможности и ограничения различных методов моделирования при учете явлений нестационарного потока. Выбор соответствующего метода, в конечном счете, зависит от конкретных требований каждого исследования и должен быть тщательно обдуман для адекватного отражения соответствующих аспектов воздушного потока.