Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.25743/ICT.2021.26.5.002

Ключевые слова: hydrodynamics, aeration regime, urban microclimate, numerical modelling, Convective motion, heat transfer, гидродинамика, аэрационный режим, микроклимат городской среды, численное моделирование, SigmaFlow, конвективное движение, теплообмен

Аннотация: Для оценки роли городской застройки в формировании “острова тепла” и исследования его влияния на распространение загрязняющих веществ разработана микромасштабная математическая модель городской среды. В качестве модельной задачи рассматривалось локальное влияние городской застройки микрорайона г. Красноярска. Установлено, что наибольший вклад в формирование “острова тепла” вносят наружные стены зданий и их верхние конструкции - крыши. При учете теплообмена наблюдаются рост средней скорости воздушного потока внутри квартала и уменьшение низкоскоростных областей более чем на 0.5 м/с. Также выявлено, что при учете теплообмена наблюдается заброс загрязняющих веществ, поступающих от дороги, на б´ольшую высоту, чем без него. Разработанная математическая модель позволяет комплексно подойти к исследованию гидродинамики и прогнозированию экологической обстановки урбанизированных территорий Introduction. The configuration of modern micro districts leads to the formation of zones with low velocity, in which the accumulation of pollutants occurs. On the other hand, during the construction of cities, the surface of the Earth is covered with materials that actively absorb solar radiation, which leads to the formation of an urban heat island. Our work is devoted to the study of the local influence of urban development on the spread of pollutants, which takes into account the above mentioned factors. Mathematical model. For solving our problems we developed the microscale mathematical model based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations for incompressible flows with variable density. For the correct calculation of the temperature on the surface of buildings, we used a model of conjugate heat transfer with a one-dimensional equation of thermal conductivity. As a model problem, we considered the Krasnoyarsk area with dense development and the presence of a highrise building for two seasons: winter and summer. The source of emission of pollutants was traffic. Results. The results of the calculations show a significant decrease in velocity around buildings. On the contrary, solar radiation leads to the intensification of free convective motion, especially in the surface area. That can double the near-surface velocity compared to the solution that does not account for the heat transfer. Conclusions. The developed mathematical model allows a comprehensive approach to solving hydrodynamic problems of prediction the ecological situation of cities

Журнал: Вычислительные технологии

Выпуск журнала: Т. 26, № 5

Номера страниц: 4-14

ISSN журнала: 15607534

Место издания: Новосибирск

Издатель: Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий

• Мешкова Виктория Дмитриевна (Сибирский федеральный университет)
• Дектерев Александр Анатольевич (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН)
• Литвинцев Кирилл Юрьевич (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН)
• Филимонов Сергей Анатольевич (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН)
• Гаврилов Андрей Анатольевич (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН)

• Scopus
• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)