En simulation CFD des flux autour des bâtiments, deux types de couches limites doivent être pris en compte :
- La couche limite atmosphérique comme condition de flux entrant.
- Les couches limites locales sur les surfaces solides, souvent modélisées par des fonctions de paroi.
Si le flux n’est pas directement résolu à la surface structurelle, des lois de paroi sont appliquées, et imposent des exigences spécifiques à la discrétisation de la surface. L’application des lois de paroi dans les zones de séparation doit être examinée de manière critique.
Bien que les deux types de couches limites soient basés sur la loi universelle logarithmique de la paroi, ils utilisent des paramètres différents pour décrire la rugosité de surface :
- La couche limite atmosphérique utilise la longueur de rugosité implicite z0.
- Les fonctions de paroi utilisent généralement la rugosité équivalente explicite du grain de sable ks.
Ces paramètres de rugosité proviennent de perspectives différentes et ont des magnitudes variées (ks : 0,9 à 60 m ; z0 : 0,01 à 1 m). Par conséquent, une équivalence directe est impossible.
Appliquer la rugosité du terrain dans les fonctions de paroi nécessite de convertir z0 en ks. Selon la mise en œuvre, une approximation est applicable : ks≈20⋅z0 à 30⋅z0 (selon Schlichting et Blocken).
Cette distinction est cruciale pour la modélisation correcte des couches limites dans les simulations CFD des flux autour des bâtiments.