D5.1. Transitoire ou stationnaire

Le vent est un phénomène variable dans le temps et sa simulation peut saisir différents résultats tels que les moyennes temporelles de la vitesse et de la turbulence ou les effets du flux dynamiques, selon la méthode choisie (voir le tableau 6).

Tableau 6 : Grandeurs de flux calculables avec RANS, URANS et LES

Selon Shimada et Ichihara, une quantité d’écoulement instantanée Φ peut être décomposée en une moyenne temporelle Φ ‾, une variation périodique Φ ˜ et une fluctuation turbulente scholastique Φ^'. Dans la forme la plus simple, la simulation RANS (Reynolds-Averated Navier-Stokes) ne calcule que les moyennes temporelles Φ ‾ des grandeurs de flux, en excluant les effets dynamiques. Une simulation transitoire est requise pour saisir les effets du flux transitoire. URANS (Unsteady RANS) permet le calcul des moyennes temporelles Φ ‾, plus les fluctuations périodiques Φ ˜, malgré une tendance à sous-estimer la fluctuation globale. Avec URANS, outre le choix approprié de la grille et du pas de temps, le modèle de turbulence et le schéma de discrétisation jouent un rôle essentiel. Les modèles de turbulence trop dissipatifs peuvent amortir les effets transitoires, c’est pourquoi les schémas de discrétisation non dissipatifs sont recommandés pour les simulations transitoires.

L’approche la plus complète est la simulation LES (Large Eddy Simulation), qui peut représenter les moyennes temporelles Φ ‾, périodiques Φ ˜ et les fluctuations turbulentes stochastiques Φ^'. Cette décomposition illustre les capacités et les limites des différentes méthodes de simulation pour saisir les phénomènes du flux transitoire. Le choix de la méthode appropriée dépend en fin de compte des exigences spécifiques de chaque étude et doit être considéré avec soin pour saisir correctement les aspects pertinents du flux de vent.