Impact of Local Terrain Features on Urban Airflow
Impact of Local Terrain Features on Urban Airflow
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当地地形特征对城市气流的影响
DOI：
10.1007/s10546-023-00831-z
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发表时间：
2023
影响因子：
4.3
通讯作者：
Coburn M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Coburn M
过去的工作表明，在街道尺度（O（0.1 km））和城市尺度（O（10 km））的大气气流之间可以存在耦合。目前，开发能够捕捉这种影响的高保真城市模拟通常是不切实际的。这一局限性使得需要为中尺度模型开发更好的参数化，但在过去的工作中存在信息差距，通常集中在简化的城市几何形状上，并假设建筑物位于平地上。本研究的目的是开始，以解决这个差距，在一个系统的方式，使用大涡模拟方法与合成湍流入流边界条件，模拟大气中的空气流动在南安普顿大学校园。模拟了平坦和真实的地形，包括重要的局部地形特征，如两个宽度约为50 m，深度约为平均建筑物高度的山谷，以及城市粗糙度高度的阶跃变化。对数值数据进行处理，得到时均速度的平均垂向分布和二阶湍流统计。根据高分辨率粒子图像测速数据对平坦地形模拟进行了验证，并评估了合成流入方法中定义湍流强度的不确定性的影响。在地形波峰位置上，在相同地面高度处的时间平均流向速度的真实地形与平坦地形之间的比率可以>2，而在山谷波谷上，其可以<0.5。进一步的数据分析最终表明，现实的地形可以有相当大的影响全球量，如展向平均的内部边界层的深度和空间平均湍流动能。这些突出的潜在影响，当地地形特征（O（0.1公里））可能对近场分散和城市微气候。
Past work has shown that coupling can exist between atmospheric air flows at street scale (O(0.1 km)) and city scale (O(10 km)). It is generally impractical at present to develop high-fidelity urban simulations capable of capturing such effects. This limitation imposes a need to develop better parameterisations for meso-scale models but an information gap exists in that past work has generally focused on simplified urban geometries and assumed the buildings to be on flat ground. This study aimed to begin to address this gap in a systematic way by using the large eddy simulation method with synthetic turbulence inflow boundary conditions to simulate atmospheric air flows over the University of Southampton campus. Both flat and realistic terrains were simulated, including significant local terrain features, such as two valleys with a width about 50 m and a depth about average building height, and a step change of urban roughness height. The numerical data were processed to obtain averaged vertical profiles of time-averaged velocities and second order turbulence statistics. The flat terrain simulation was validated against high resolution particle image velocimetry data, and the impact of uncertainty in defining the turbulence intensity in the synthetic inflow method was assessed. The ratio between realistic and flat terrains of time-mean streamwise velocity at the same ground level height over a terrain crest location can be >2, while over a valley trough it can be <0.5. Further data analysis conclusively showed that the realistic terrain can have a considerable effect on global quantities, such as the depth of the spanwise-averaged internal boundary layer and spatially-averaged turbulent kinetic energy. These highlight the potential impact that local terrain features (O(0.1 km)) may have on near-field dispersion and the urban micro-climate.
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内部和外部边界层界面下方和上方的湍流和扩散
DOI：
10.1016/j.jweia.2018.09.021
发表时间：
2018
影响因子：
4.8
作者：
Vincenzo Sessa;Zheng;S. Herring
通讯作者：
S. Herring
高层建筑背后涡街与污染物扩散的大涡模拟
DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. Han;Seung;Jong‐Jin Baik;Junho Park;K. Kwak
通讯作者：
K. Kwak
关于城市冠层内的空间平均和剪应力的注释
影响因子：
4.3
作者：
Zheng;V. Fuka
通讯作者：
V. Fuka
影响因子：
4.3
作者：
Castro, Ian P.;Xie, Zheng-Tong;Coceal, O.
通讯作者：
Coceal, O.
影响因子：
7.4
作者：
E. Goulart;N. C. Reis;V. F. Lavor;I. Castro;J. M. Santos;Zheng-Tong Xie
通讯作者：
E. Goulart;N. C. Reis;V. F. Lavor;I. Castro;J. M. Santos;Zheng-Tong Xie