Mejoramiento de un Modelo de Viento Urbano Diagnóstico para Campos de Flujo alrededor de un Solo Obstáculo Rectangular en Simulación de Micrometeorología
Autores: Asami, Mitsufumi; Kimura, Arata; Oka, Hideyuki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Mejoramiento de un Modelo de Viento Urbano Diagnóstico para Campos de Flujo alrededor de un Solo Obstáculo Rectangular en Simulación de Micrometeorología
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Dinámica de fluidos computacional
Flujo consistente en masa
Zona de estela
Difusión de momento
Modelos algebraicos
Núcleo de vórtice
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En general, los modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) incurren en altos costos computacionales al tratar con flujos realistas y complicados. En contraste, el modelo de campo de flujo consistente en masa (MASCON) proporciona un campo de flujo tridimensional a un costo computacional razonable. Desafortunadamente, existen algunas debilidades en la simulación del flujo de la zona de estela porque las ecuaciones de momento no se consideran en el modelo de campo MASCON. En el presente estudio, se propone un nuevo conjunto de modelos algebraicos mejorados para proporcionar campos de flujo iniciales para el modelo de campo MASCON, con el fin de superar estas debilidades al considerar el efecto de la difusión del momento en la zona de estela. Específicamente, estos modelos para la región de estela se desarrollan sobre la base de los modelos de estela utilizados en modelos de pluma gaussiana bien reconocidos, ADMS-build y PRIME. Los campos MASCON proporcionados por el nuevo conjunto de modelos de zona de estela se evalúan en comparación con datos experimentales de túnel de viento sobre el flujo alrededor de un obstáculo rectangular montado en la pared. Cada campo MASCON se compara con los resultados experimentales, centrándose en las posiciones del núcleo del vórtice y los puntos de silla del vórtice formado en la zona de estela cercana y la distribución de velocidad vertical en la zona de estela lejana. El conjunto de modelos de zona de estela desarrollado en el presente estudio reproduce mejor los resultados experimentales en ambas zonas de estela en comparación con los modelos propuestos anteriormente. En particular, el complicado flujo de recirculación que se forma por la unión de la zona de recirculación de la pared lateral y la zona de estela cercana es reproducido por el modelo de zona de estela presente utilizando el modelo PRIME que incluye la parametrización de las zonas de recirculación de la pared lateral.
Descripción
En general, los modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) incurren en altos costos computacionales al tratar con flujos realistas y complicados. En contraste, el modelo de campo de flujo consistente en masa (MASCON) proporciona un campo de flujo tridimensional a un costo computacional razonable. Desafortunadamente, existen algunas debilidades en la simulación del flujo de la zona de estela porque las ecuaciones de momento no se consideran en el modelo de campo MASCON. En el presente estudio, se propone un nuevo conjunto de modelos algebraicos mejorados para proporcionar campos de flujo iniciales para el modelo de campo MASCON, con el fin de superar estas debilidades al considerar el efecto de la difusión del momento en la zona de estela. Específicamente, estos modelos para la región de estela se desarrollan sobre la base de los modelos de estela utilizados en modelos de pluma gaussiana bien reconocidos, ADMS-build y PRIME. Los campos MASCON proporcionados por el nuevo conjunto de modelos de zona de estela se evalúan en comparación con datos experimentales de túnel de viento sobre el flujo alrededor de un obstáculo rectangular montado en la pared. Cada campo MASCON se compara con los resultados experimentales, centrándose en las posiciones del núcleo del vórtice y los puntos de silla del vórtice formado en la zona de estela cercana y la distribución de velocidad vertical en la zona de estela lejana. El conjunto de modelos de zona de estela desarrollado en el presente estudio reproduce mejor los resultados experimentales en ambas zonas de estela en comparación con los modelos propuestos anteriormente. En particular, el complicado flujo de recirculación que se forma por la unión de la zona de recirculación de la pared lateral y la zona de estela cercana es reproducido por el modelo de zona de estela presente utilizando el modelo PRIME que incluye la parametrización de las zonas de recirculación de la pared lateral.