D3. Rugosità

Nella simulazione CFD dei flussi negli edifici, devono essere considerati due diversi tipi di strato limite.

• Lo strato limite atmosferico come condizione di afflusso.
• Strati limite locali su superfici solide, spesso modellati tramite funzioni di parete.

Se il flusso non è direttamente risolto sulla superficie strutturale, si applicano le leggi di parete, che richiedono requisiti specifici sulla discretizzazione della superficie. L'applicazione delle leggi di parete nelle aree di separazione deve essere esaminata criticamente.
Sebbene entrambi i tipi di strato limite si basino sulla legge universale di parete logaritmica, utilizzano parametri diversi per descrivere la rugosità superficiale:

• Lo strato limite atmosferico utilizza la lunghezza di rugosità implicita z₀.
• Le funzioni di parete tipicamente utilizzano la rugosità esplicita equivalente del grano di sabbia k_s.

Questi parametri di rugosità originano da prospettive diverse e hanno grandezze variabili (k_s: 0.9 a 60 m; z₀: 0.01 a 1 m). Pertanto, un'equivalenza diretta non è consentita.
Per applicare la rugosità del terreno nelle funzioni di parete, è necessario convertire z₀ in k_s. A seconda dell'implementazione, si applica un'approssimazione: k_s≈20⋅z₀ a 30⋅z₀ (secondo Schlichting e Blocken).
Questa distinzione è cruciale per il corretto modellamento degli strati limite nelle simulazioni CFD dei flussi negli edifici.