High resolution Large-Eddy Simulations of turbulent flows around buildings regarding thermal effects

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Ziel dieses Vorhabens ist die Untersuchung von Luftströmungen im Einflussbereich von Gebäuden mittels numerischer Simulation in einer bisher unerreichten räumlichen Auflösung. Die Kenntnis der Eigenschaften des durch komplexe Gebäude modifizierten turbulenten Windfeldes unter typischen atmosphärischen Bedingungen ist noch sehr unvollständig, insbesondere bezüglich etwaiger Abhängigkeiten von der thermischen Schichtung, aber dennoch besonders wichtig im Hinblick auf Fragen, wie die nach der Luftqualität in der Nachbarschaft von Industriegebieten oder vielbefahrenen Straßen. Entsprechende Strömungen sollen für unterschiedliche thermische Schichtungen mit einem hochauflösenden, parallelisierten Grobstruktursimulationsmodell (LES-Modell) untersucht werden. Auf einem der derzeit weltweit leistungsfähigsten Massivparallelrechner am Hochleistungsrechenzentrum Nord sind dazu erstmals Simulationen mit bis zu 1500 x 1500 x 1500 Gitterpunkten unter dem teilweisen Einsatz zweier gleich großer, gekoppelter Rechnersysteme mit Standort in Hannover und Berlin geplant. Damit kann die gebäudeinduzierte Turbulenz unter konvektiven Anströmbedingungen untersucht werden, welche durch Auf- und Abwinde von einigen hundert Metern Durchmesser charakterisiert sind, wobei gleichzeitig turbulente Strukturen in Wandnähe mit Abmessungen kleiner als 1 m explizit auflösbar sein werden.