Laboratory modeling in urban climatology
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2020-4-37-42Keywords:
natural convection, heat exchangeAbstract
The paper presents a new approach to the problems of urban climatology, which is based on a laboratory modeling of heat transfer processes in the urban landscape conditions. As an experimental model, we used a three-dimensional layout of the central part of Perm, which takes into account the complex terrain, location and height of buildings on an area of five square kilometers. As an idealized model configuration we considered the nocturnal cooling process of megapolis. The process of cooling of the city model surface after prolonged heating by infrared radiation was studied. The key issue is dependence of the heat transfer on the type of urban structure. The influence of the building density on the cooling process of the layout surface was studied. The comparison was made for two areas with 70 and 90 percent of open area. It was shown that an increase in the number of buildings has influence on the cooling process, which is probably connected with variation of convective circulation and decreasing of the ventilation efficiency. However, stagnant zones with high temperatures in areas of high building density were found for both cases.References
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.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
