Лабораторное моделирование в задачах городской климатологии

Анна Валерьевна Евграфова (Anna V. Evgrafova), Андрей Николаевич Сухановский (Andrey N. Sukhanovskii)

Аннотация


В работе представлен новый подход к задачам городской климатологии, который основан на лабораторном моделировании процессов теплообмена в условиях городского ландшафта. В качестве экспериментальной модели был использован трехмерный макет центральной части г. Пермь, который учитывает сложный рельеф местности, расположение и высоту зданий на площади в пять квадратных километров. В качестве идеализированной, модельной ситуации рассматривается остывание мегаполиса в ночной период времени.  Исследован процесс остывания поверхности модели города после продолжительного нагревания инфракрасным излучением. Ключевым вопросом является зависимость теплообмена от типа городской застройки. Проведено исследование влияния плотности застройки на процесс остывания поверхности макета. Было проведено сравнение для двух областей с процентным содержанием открытой местности в 70 и 90 %. Показано, что увеличение количества зданий влияет на процесс остывания, что, вероятно, связано с изменением конвективной циркуляции и ухудшением вентиляции массива. При этом для обоих случаев обнаружены застойные зоны с высокими значениями температуры в области плотной застройки.


Ключевые слова


естественная конвекция; теплообмен

Полный текст:

PDF

Литература


Arnfield A. J., Mills M. G. An Analysis of the circulation characteristics and energy budget of dry, asymmetric, east-west urban canyon. I. Circulation characteristics. International Journal of Climatology, 1994, vol. 14, pp. 119–134.

Arnfield A. J., Mills M. G. An Analysis of the circulation characteristics and energy budget of dry, asymmetric, east-west urban canyon. II. Energy budget. International Journal of Climatology, 1994, vol. 14, pp. 239–261.

Kruger E. L., Minella F. O., Rasia F. Impact of urban geometry on outdoor thermal comfort and air quality from field measurements in Curitiba, Brazil. Building and Environment, 2011, vol. 46, pp. 621–634.

Nunez M., Oke T. R. The energy balance of an urban canyon. Journal of Applied Meteorology, 1977, vol. 16 (1), pp. 11–19.

Zajic D., Fernando H. J. S., Calhoun R., Princevac M., Brown M. J., Pardyjak E. R. Flow and turbulence in an urban canyon. American Meteorological Society, 2011, vol. 50 (1), pp. 203–223.

Johansson E. Influence of urban geometry on outdoor thermal comfort in a hot dry climate: A study in Fez, Morocco. Building and Environment, 2006, vol. 51, pp. 119–133.

Xi T., Li Q., Mochida A., Meng Q. Study on the outdoor thermal environment and thermal comfort around campus clusters in subtropical urban areas. Building and Environment, 2012, vol. 52, pp. 162–170.

Yoshida A., Tominaga K. Watatani S. Field measurements on energy balance of an urban canyon in the summer season. Energy and Buildings, 1991, vol. 16, pp. 417–423.

Johnson G. T., Watson J. D. The determination of view-factors in urban canyons. Journal of Climate and Applied Meteorology, 1984, vol. 23, pp. 329–335.

Cybyk B. et al. Simulation of fluid dynamics around complex urban geometries. Proc. of 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2001, p. 803.

Boris J. The threat of chemical and biological terrorism: preparing a response. Computing in Science and Engineering, 2002, vol. 4 (2), pp. 22–32.

Addepalli B., Pardyjak E. R. A study of flow fields in step-down street canyons. Environmental Fluid Mechanics, 2015, vol. 15 (2), pp. 439–481.

Perret L., Savory E. Large-scale structures over a single street canyon immersed in an urban-type boundary layer. Boundary-Layer Meteorology, 2013, vol. 148 (1), pp. 111–131.

Rafailidis S. Influence of building areal density and roof shape on the wind characteristics above a town. Boundary-Layer Meteorology, 1997, vol. 85 (2), pp. 255–271.

Carpentieri M., Robins A. G. Influence of urban morphology on air flow over building arrays. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2015, vol. 145, pp. 61–74.

Kastner-Klein P., Rotach M. W. Mean flow and turbulence characteristics in an urban roughness sublayer. Boundary-Layer Meteorology, 2004, vol. 111 (1), pp. 55–84.

Klein P., Leitl B., Schatzmann M. Driving physical mechanisms of flow and dispersion in urban canopies. International Journal of Climatology, 2007, vol. 27 (14), pp. 1887–1907.




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2020-4-37-42

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (специальности: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы; 01.04.07 - Физика конденсированного состояния).

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2019

Лицензия Creative Commons Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).