D3. 粗糙度

在建筑物流动的CFD模拟中，必须考虑两种不同的边界层类型。

• 作为流入条件的大气边界层。
• 固体表面的局部边界层，通常通过墙面函数建模。

如果流动在结构表面没有直接解决，则应用墙面定律，这对表面离散化提出了特殊要求。墙面定律在分离区域的应用应被批判性地审查。 尽管这两种边界层类型都基于通用的对数墙面定律，但它们使用不同的参数来描述表面粗糙度：

• 大气边界层使用隐含的粗糙度长度z₀。
• 墙面函数通常使用显式的等效砂粒粗糙度k_s。

这些粗糙度参数来自不同的视角，并且具有不同的量级（k_s：0.9至60米；z₀：0.01至1米）。因此，不允许直接等同。 为在墙面函数中应用地形粗糙度，必须将z₀转换为k_s。根据实施情况，适用的近似为：k_s≈20⋅z₀到30⋅z₀（根据Schlichting和Blocken）。 这种区分对于建筑物流动的CFD模拟中边界层的正确建模至关重要。