D3. Rugosidade

Na simulação CFD de fluxos em edifícios, dois tipos diferentes de camada limite devem ser considerados.

• A camada limite atmosférica como condição de entrada.
• Camadas limites locais em superfícies sólidas, frequentemente modeladas através de funções de parede.

Se o fluxo não é diretamente resolvido na superfície estrutural, são aplicadas leis de parede, que colocam requisitos específicos na discretização da superfície. A aplicação de leis de parede em áreas de separação deve ser examinada criticamente. Embora ambos os tipos de camadas limites sejam baseados na lei de parede logarítmica universal, eles usam parâmetros diferentes para descrever a rugosidade da superfície:

• A camada limite atmosférica utiliza o comprimento de rugosidade implícito z₀.
• Funções de parede tipicamente usam a rugosidade explícita equivalente do grão de areia k_s.

Esses parâmetros de rugosidade originam-se de perspectivas diferentes e têm magnitudes variadas (k_s: 0.9 a 60 m; z₀: 0.01 a 1 m). Portanto, uma equivalência direta não é permissível. Para aplicar a rugosidade do terreno em funções de parede, é necessário converter z₀ para k_s. Dependendo da implementação, aplica-se uma aproximação: k_s≈20⋅z₀ a 30⋅z₀ (de acordo com Schlichting e Blocken). Essa distinção é crucial para a modelagem correta de camadas limites em simulações CFD de fluxos em edifícios.