WYKORZYSTANIE SYMULACJI NUMERYCZNEJ DO WYZNACZANIA PARAMETRÓW PRZEPŁYWU POWIETRZA

W pracy przedstawiono procedurę wyznaczania podstawowych parametrów wpływających na profil prędkości wiatru tj. współczynnika szorstkości i prędkości tarciowej w oparciu o dane uzyskane z analiz symulacyjnych. W celu uchwycenia wpływu zabudowy na zmianę parametrów kształtujących profil prędkości wiatru przeprowadzono symulację numeryczną w oparciu o turbulencyjny model realizable k - e. Analizę przeprowadzono dla prostego przypadku obiektu w kształcie walca o wymiarach f=10 m i h=10 m zlokalizowanego w terenie otwartym o szorstkości podłoża z_o=0,02 m. Korzystając z uzyskanych danych określono średnie wielkości prędkości u i dyssypacji energii e, na trzech analizowanych wysokościach (2, 12, 16 m), w odległości 0, 21, 42 i 63 m od wlotu. W pierwszym wariancie współczynnik szorstkości i prędkość tarciową wyznaczono korzystając z profilu logarytmicznego prędkości wiatru, przyjmując przemieszczenie płaszczyzny zerowej z_d zgodnie ze wzorem zaproponowanym w pracy [1]. W drugim wariancie wielkości u_x i z_o określono przyjmując założenie, że wystąpił pomijalnie mały efekt turbulencji termicznej Q_H = 4,7 W/m². Główną bazą rozważań były równania wynikające z podobieństwa Monina Obukhova i bezwymiarowej funkcji . Wielkości uzyskane w ramach wariantu pierwszego są możliwe do zaakceptowania. Natomiast wyniki otrzymane w wariancie drugim w odległości do 40m od wlotu wielokrotnie przewyższają poziom realny. 

Pełny tekst (pdf)

[1]  Bottema M., Mestayer P.G.: Urban roughness mapping – validation techniques and some first results, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 74-76, 1998, pp.163-173.

[2]  Lewińska J.: Klimat miasta. Zasoby, zagrożenia, kształtowanie, IGPiK, Kraków 2000.

[3]  Launder B. E., Spalding D.B.: The numerical computation of turbulent flows, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 3, 1974, pp.269-289.

[4]  Franke J., Hirsch C., Jensen A.G, Krus H.W., Schatzmann M., Westbury P.S., Miles S.D., Wisse J.A., Wright N.G, Recomendations on the use of CFD in predicting pedestrian wind environment, Final report, 2004.

[5]  Thiermann V., Grassl H.: The measurement of turbulent surface-layer fluxes by use of bichromatic scintillation, Boundary - Layer Meteorology, 58, 1992, pp. 367-389.