Этот пример основан на испытании на пограничный слой атмосферного воздуха (ABL) из документа немецкой группы WAG: Информационный бюллетень комитета 3 - Численное моделирование воздушных потоков, раздел 9.1 (см. ссылки). Перед каждым численным моделированием должен пользователь проверить, достигает ли граничный слой атмосферного воздуха, заданный на входе потока, конструкций, проверив его развитие в пустом туннеле. Это влияет не только на распределение скоростей, но и на величины турбулентности. Данное испытание необходимо выполнить как для установившихся (RANS), так и для переходных (URANS, LES) расчетов. В следующей статье будет показано развитие поля скоростей, поля кинетической энергии турбулентности и поля скорости рассеивания турбулентности для четырех категорий местности от I до IV, указанных в норме EN 1991-1-4. Вертикальная анизотропная турбулентность по с разделом 6.3.1 и применением модели турбулентности RANS k-ω SST.
Более подробная информация доступна по следующей ссылке:
Заключение по примеру ABL в главе 9.1 WAG:
Различия в результатах, отмеченных в RWIND, по сравнению с примером ABL в WTF, могут быть связаны с несколькими важными факторами, связанными с заданием входных и граничных условий:
- Профили на входе. Это приводит к отклонениям от заданных характеристик граничного слоя атмосферного воздуха (ABL).
- Неясные граничные условия: В примере четко не указаны граничные условия, которые имеют решающее значение для точного моделирования впускного потока.
- Геометрия туннеля: Ширина туннеля не указана. Это поднимает неопределенность в отношении того, является ли моделирование трехмерным или упрощенным двухмерным случаем, что напрямую влияет на поведение потока и развитие турбулентности.
- Разрешение сетки: подробности относительно плотности сетки (включая значения y+) отсутствуют, что затрудняет оценку точности моделирования пристенных элементов и качества разрешения турбулентности.
- Моделирование турбулентности: Кинетическая энергия турбулентности (k) рассматривается как переменная, в отличие от фиксированного значения, прописанного в WTC (формула 27). Данное несоответствие далее способствует отклонениям в профилях скорости и турбулентности.
Дополнительные различия в сохранении профиля входа в RWIND вызваны существующими ограничениями на реализацию граничных условий:
- Верхняя граница: используется условие проскальзывания вместо применения постоянного напряжения сдвига или фиксированных значений скорости, k, ε или ω. Однако, для области вокруг здания это оказывает минимальное воздействие. Эту проблему можно решить с помощью относительно простого обновления RWIND 4.
- В нижней части туннеля: применяется граничное условие непроскальзывания без моделирования шероховатости поверхности. Это особенно важно при моделировании, сосредоточенном на ветровом комфорте и более длительных заходах на посадку. В текущих случаях пользователя результирующее отклонение ограничено размерами туннеля по умолчанию, но более точное решение заключалось бы в реализации функции стены, основанной на аэродинамической шероховатости поверхности, в следующей версии программы (RWIND 4).