D5.1. Przejściowa lub stała

Wiatr jest z natury zjawiskiem zmiennym w czasie, a jego symulacja może uchwycić różne wyniki, takie jak średnie czasowe prędkości i turbulencje lub efekty dynamicznego przepływu, w zależności od wybranej metody (patrz Tabela 6).

Tabela 6: Wielkości przepływu obliczane za pomocą RANS, URANS i LES

Według Shimady i Ishihary chwilową wielkość przepływu Φ można rozłożyć na średnią czasową Φ ‾, fluktuację okresową Φ oraz fluktuację stochastycznie-turbulentną Φ^'. W najprostszej postaci symulacja RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) oblicza tylko średnie czasowe Φ wielkości przepływu, pomijając efekty dynamiczne. Aby uchwycić efekty przepływu niestacjonarnego, wymagana jest symulacja przejściowa. URANS (Niestateczny RANS) umożliwia obliczanie średnich czasowych Φ ‾ plus okresowe fluktuacje Φ ˜, chociaż ma tendencję do niedoszacowania ogólnej fluktuacji. W URANS, poza odpowiednim wyborem rastra i kroku czasowego, model turbulencji i schemat dyskretyzacji odgrywają kluczową rolę. Modele turbulencji z nadmierną dyssypacją mogą tłumić efekty nieustalone, dlatego w przypadku symulacji nieustalonych zaleca się stosowanie schematów dyskretyzacji bez dyssypacji.

Najbardziej wszechstronnym podejściem jest LES (Large Eddy Simulation), które może reprezentować średnie czasowe Φ ‾, okresowe ˜ i fluktuacje stochastycznie-turbulentne Φ '. Rozkład ten ilustruje możliwości i ograniczenia różnych metod symulacji w zakresie rejestrowania zjawisk przepływu niestacjonarnego. Wybór odpowiedniej metody ostatecznie zależy od specyficznych wymagań każdego studium i musi zostać starannie rozważony, aby odpowiednio uchwycić istotne aspekty przepływu wiatru.