Estimando Perfiles de Viento Medios Dentro de Canopies Urbanos Realistas
Autores: Wang, Huanhuan; Furtak-Cole, Eden; Ngan, Keith
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estimando Perfiles de Viento Medios Dentro de Canopies Urbanos Realistas
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Perfiles de viento
Cañón urbano
Láminas de vórtice
Geometría urbana
Fluctuaciones turbulentas
Simulación de grandes remolinos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Los perfiles de viento medio dentro de un cañón urbano de relación de aspecto unitaria se han estimado resolviendo la ecuación de Poisson tridimensional para un conjunto de láminas de vórtices discretos. Se prueba la validez de este enfoque, que asume dinámicas de vórtices inviscidas lejos de los límites y una pequeña contribución no lineal al crecimiento de las fluctuaciones turbulentas, para una serie de flujos idealizados y realistas. En este artículo, se examinan los efectos de la geometría urbana sobre la precisión con flujo neutro sobre cañones poco profundos, profundos, asimétricos y realistas, mientras que se investigan los efectos térmicos para un solo cañón urbano y tanto el enfriamiento como el calentamiento del fondo. Los perfiles medios estimados de los componentes de velocidad en la dirección del flujo y en la dirección transversal muestran un buen acuerdo con los perfiles de referencia obtenidos de la simulación de grandes remolinos: los errores promediados en el cañón (por ejemplo, errores absolutos normalizados alrededor del 1%) son del mismo orden de magnitud que los del cañón urbano de relación de aspecto unitaria. Se argumenta que el enfoque se generaliza a flujos más realistas porque se preserva una fuerte localización espacial del campo de vorticidad. Este trabajo puede aplicarse a la modelización de alta resolución de vientos y contaminantes, para los cuales se requieren perfiles de viento medio, y a la modelización estadística rápida, para la cual las estimaciones basadas en la física pueden servir como conjeturas iniciales o sustitutos de modelos analíticos.
Descripción
Los perfiles de viento medio dentro de un cañón urbano de relación de aspecto unitaria se han estimado resolviendo la ecuación de Poisson tridimensional para un conjunto de láminas de vórtices discretos. Se prueba la validez de este enfoque, que asume dinámicas de vórtices inviscidas lejos de los límites y una pequeña contribución no lineal al crecimiento de las fluctuaciones turbulentas, para una serie de flujos idealizados y realistas. En este artículo, se examinan los efectos de la geometría urbana sobre la precisión con flujo neutro sobre cañones poco profundos, profundos, asimétricos y realistas, mientras que se investigan los efectos térmicos para un solo cañón urbano y tanto el enfriamiento como el calentamiento del fondo. Los perfiles medios estimados de los componentes de velocidad en la dirección del flujo y en la dirección transversal muestran un buen acuerdo con los perfiles de referencia obtenidos de la simulación de grandes remolinos: los errores promediados en el cañón (por ejemplo, errores absolutos normalizados alrededor del 1%) son del mismo orden de magnitud que los del cañón urbano de relación de aspecto unitaria. Se argumenta que el enfoque se generaliza a flujos más realistas porque se preserva una fuerte localización espacial del campo de vorticidad. Este trabajo puede aplicarse a la modelización de alta resolución de vientos y contaminantes, para los cuales se requieren perfiles de viento medio, y a la modelización estadística rápida, para la cual las estimaciones basadas en la física pueden servir como conjeturas iniciales o sustitutos de modelos analíticos.