A study on tubulence models for diffusion and absorption of contaminant and carbon dioxide within vegetation

植被内污染物和二氧化碳扩散和吸收的湍流模型研究

• 批准号: 17560531
• 负责人: HIRAOKA Hisashi
• 金额: $ 2.2万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17560531/
• 关键词: vegetation; LES; diffusion; turbulence model; contaminant; carbon dioxide; 流体工学; モデル化; 大気汚染・浄化; シミュレーション工学; 建築環境・設備; 大気汚染防止・浄化

In this study, we proposed two kinds of turbulence models for diffusion and absarption oficontamioant and carbon dioxide within vegetation. One (k-ε) type model and the other is a LES(Large Eddy Simulation) model. In cam of (k-ε) model, we adopt the procedure where we took the ensemble avenges and then the spatial averages of the basic equations. A filter was adopted for the spatial average. We assumed that tie filter was sufficiently smooth, though it was top-hat type. The drag force due to pressure and strain was analytically derived from taking the ensemble-averaged Navier-Stokes equation. Moreover, the equations of turbulent energy and viscous dissipation rate were derived from the basic equations. The effects of vegetation on the equations of turbulent energy and viscous dissipation rate were modeled and the equations were closed The validation was tried by comparing the results from the model with the measured data. In case of LES model, we adopted the sufficiently smooth top-bat filter. Although Smagorinsky-type LES models are usually used, we adopted a one-equation LES model. Because the wake production term which appears in the subgrid-scale turbulence equation is not negligible. The one-equation LES model was validated by comparing the result of the model with the measured data.

在这项研究中，我们提出了植被内污染物和二氧化碳扩散和吸收的两种湍流模型。一种是(k-ε)型模型，另一种是LES(大涡模拟)模型。在 (k-ε) 模型的 cam 中，我们采用先取系综复仇，然后取基本方程的空间平均值的过程。采用滤波器进行空间平均。我们假设连接过滤器足够光滑，尽管它是顶帽式的。由压力和应变引起的阻力是通过采用系综平均纳维-斯托克斯方程来分析得出的。此外，由基本方程推导了湍流能量和粘性耗散率方程。对植被对湍流能量和粘性耗散率方程的影响进行了建模，并对方程进行了封闭。通过将模型结果与测量数据进行比较来尝试验证。对于 LES 模型，我们采用了足够平滑的 top-bat 滤波器。虽然通常使用 Smagorinsky 型 LES 模型，但我们采用一方程 LES 模型。因为亚网格尺度湍流方程中出现的尾流产生项是不可忽略的。通过将模型结果与实测数据进行比较，验证了一方程LES模型的有效性。

项目成果

植生を有する流れのone-equation LES

含植被流的一方程 LES

• 发表时间: 2007
• 作者: 平岡久司;大橋征幹;平岡 久司
• 通讯作者: 平岡 久司

Large Eddy Simulation of a plant canopy flow by one-equation-type subgrid-scale model

利用一方程型亚网格尺度模型对植物冠层流动进行大涡模拟

• 发表时间: 2008
• 期刊: The Third International Symposium on Wind Effects on Buildings and Urban Environment 3
• 作者: Hiraoka;H.
• 通讯作者: H.

植裁内熱・水分収支モデルの検証研究

内热水平衡模型验证研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: ながれ 24
• 作者: Hisashi Hiraoka;Masamiki Ohashi;平岡久司;平岡久司;Hisashi Hiraoka;平岡久司
• 通讯作者: 平岡久司

植生を有する流れ場の one-equation LES modeの提案とその適用

植被流场一方程LES模式的提出及其应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本流体力学会年会2006講演要旨集 (CD-ROM) AM06-02-003
• 作者: Hisashi Hiraoka;Masamiki Ohashi;平岡久司
• 通讯作者: 平岡久司

One-equation LES model of flows within plant canopy

植物冠层内流动的一方程 LES 模型

• 发表时间: 2005
• 作者: Hisashi;Hiraoka
• 通讯作者: Hiraoka