La Influencia de la Respuesta Inducida por el Viento en los Árboles Urbanos en el Campo de Flujo Circundante
Autores: Ren, Xinyi; Zhang, Guoyi; Chen, Zhonggou; Zhu, Junhao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La Influencia de la Respuesta Inducida por el Viento en los Árboles Urbanos en el Campo de Flujo Circundante
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Cambios climáticos
Vegetación urbana
Entornos de viento
Porosidad
Velocidad del viento
Simulación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, las ciudades han experimentado cambios climáticos frecuentes y un deterioro de los entornos de viento. La vegetación urbana se ha convertido en una medida importante para mejorar los microclimas locales con su configuración flexible. Las hojas y ramas también se reorientan con la dirección del viento, afectando el flujo de aire a través del árbol. Sin embargo, los árboles suelen considerarse como áreas de medios porosos estacionarios y no se ven influenciados por la velocidad del viento en los estudios de simulación numérica existentes. Por lo tanto, al considerar la respuesta de un árbol bajo viento natural, este estudio estableció una relación ajustada entre la porosidad y la velocidad del viento al medir la porosidad de los árboles a diferentes velocidades del viento en el campo. Se desarrolló un modelo numérico de la respuesta del viento del árbol, y se cambió el coeficiente de arrastre del árbol utilizando el método de término fuente adicional para verificar la viabilidad del modelo al medir el entorno del viento detrás del árbol. Para entender el efecto de la respuesta inducida por el viento en el campo de flujo circundante y su patrón de variación, se compararon y analizaron los campos de flujo circundantes del árbol estacionario (T-S) y del árbol inducido por el viento (T-D) a diferentes velocidades del viento. Se cuantificó el efecto de la porosidad y la relación altura-ancho bajo la respuesta inducida por el viento de los árboles en el entorno del viento. Se encontró que a diferentes velocidades del viento, a medida que la velocidad del viento aumenta, la porosidad del árbol aumenta gradualmente y el coeficiente de arrastre disminuye en consecuencia. La distancia efectiva de sombra después de la respuesta al viento fue de 2.4H, que fue 0.3H menos en comparación con los árboles fijados verticalmente. La velocidad mínima del viento aumentó linealmente con la porosidad de la planta, y la ubicación de ocurrencia de la velocidad mínima del viento y la distancia de recuperación de la velocidad del viento estaban correlacionadas lineal y negativamente con la relación altura-ancho del árbol. Por lo tanto, se simuló el campo de flujo alrededor del árbol para proporcionar referencias que guíen la plantación de árboles y mitiguen los entornos de viento urbanos.
Descripción
En los últimos años, las ciudades han experimentado cambios climáticos frecuentes y un deterioro de los entornos de viento. La vegetación urbana se ha convertido en una medida importante para mejorar los microclimas locales con su configuración flexible. Las hojas y ramas también se reorientan con la dirección del viento, afectando el flujo de aire a través del árbol. Sin embargo, los árboles suelen considerarse como áreas de medios porosos estacionarios y no se ven influenciados por la velocidad del viento en los estudios de simulación numérica existentes. Por lo tanto, al considerar la respuesta de un árbol bajo viento natural, este estudio estableció una relación ajustada entre la porosidad y la velocidad del viento al medir la porosidad de los árboles a diferentes velocidades del viento en el campo. Se desarrolló un modelo numérico de la respuesta del viento del árbol, y se cambió el coeficiente de arrastre del árbol utilizando el método de término fuente adicional para verificar la viabilidad del modelo al medir el entorno del viento detrás del árbol. Para entender el efecto de la respuesta inducida por el viento en el campo de flujo circundante y su patrón de variación, se compararon y analizaron los campos de flujo circundantes del árbol estacionario (T-S) y del árbol inducido por el viento (T-D) a diferentes velocidades del viento. Se cuantificó el efecto de la porosidad y la relación altura-ancho bajo la respuesta inducida por el viento de los árboles en el entorno del viento. Se encontró que a diferentes velocidades del viento, a medida que la velocidad del viento aumenta, la porosidad del árbol aumenta gradualmente y el coeficiente de arrastre disminuye en consecuencia. La distancia efectiva de sombra después de la respuesta al viento fue de 2.4H, que fue 0.3H menos en comparación con los árboles fijados verticalmente. La velocidad mínima del viento aumentó linealmente con la porosidad de la planta, y la ubicación de ocurrencia de la velocidad mínima del viento y la distancia de recuperación de la velocidad del viento estaban correlacionadas lineal y negativamente con la relación altura-ancho del árbol. Por lo tanto, se simuló el campo de flujo alrededor del árbol para proporcionar referencias que guíen la plantación de árboles y mitiguen los entornos de viento urbanos.