Численное моделирование влияния солнечного излучения на аэродинамику, теплообмен и перенос примеси в уличном каньоне | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2025. № 98. DOI: 10.17223/19988621/98/13

Численное моделирование влияния солнечного излучения на аэродинамику, теплообмен и перенос примеси в уличном каньоне

Исследуется влияние солнечного излучения на аэродинамику, теплообмен и перенос пассивной легкой примеси в 3D уличном каньоне. Для численного исследования привлекаются уравнения Рейнольдса, k-eps модель турбулентности с учетом плавучести, рассматривается теплообмен не только внутри уличного каньона, но и в ограждающих его твердых поверхностях. Результаты расчетов показали, что солнечный нагрев боковых поверхностей каньона может приводить к заметному изменению картины течения внутри каньона, которое сопровождается ухудшением качества воздуха в зоне дыхания пешеходов (до 2 м от дна каньона).

Скачать электронную версию публикации

Ключевые слова

турбулентное неизотермическое течение, плавучесть, солнечное излучение, сопряженный теплообмен, уличный каньон, перенос примеси

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Старченко Александр Васильевич	Томский государственный университет	профессор, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой вычислительной математики и компьютерного моделирования, ведущий научный сотрудник Регионального научно-образовательного математического центра	starch@math.tsu.ru
Данилкин Евгений Александрович	Томский государственный университет	кандидат физико-математических наук, доцент кафедры вычислительной математики и компьютерного моделирования, старший научный сотрудник Регионального научно-образовательного математического центра	ugin@math.tsu.ru
Лещинский Дмитрий Викторович	Томский государственный университет	старший преподаватель кафедры вычислительной математики и компьютерного моделирования, младший научный сотрудник Регионального научно-образовательного математического центра	360flip182@gmail.com

Всего: 3

Ссылки

Старченко А.В., Нутерман Р.Б., Данилкин Е.А. Численное моделирование турбулентных течений и переноса примеси в уличных каньонах. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2015. 252 с. doi: 10.17223/9785751123963.

Chen L., Hang J., Chen G., Liu S., Lin Y., Mattsson M., Sandberg M., Ling H. Numerical inves tigations of wind and thermal environment in 2D scaled street canyons with various aspect ratios and solar wall heating // Building and Environment. 2021. V. 190. Art. 107525. doi: 10.1016/j.buildenv.2020.107525.

Yang H., Chen G., Wang D., Hang J., Li Q., Wang Q. Influences of street aspect ratios and realistic solar heating on convective heat transfer and ventilation in full-scale 2D street canyons // Building and Environment. 2021. V. 204. Art. 108125. doi: 10.1016/j.buildenv.2021.108125.

Liu S., Yang X., Yang H., Gao P., Hang J., Wang Q. Numerical investigation of solar impacts on canyon vortices and its dynamical generation mechanism // Urban Climate. 2021. V. 39. Art. 100978. doi: 10.1016/j.uclim.2021.100978.

Bottillo S., De Lieto Vollaro A., Galli G., Vallati A. CFD modeling of the impact of solar radiation in a tridimensional urban canyon at different wind conditions // Solar Energy. 2014. V. 102. P. 212-222. doi: 10.1016/j.solener.2014.01.029.

Данилкин Е.А., Лещинский Д.В., Старченко А.В. Микромасштабная математическая модель неизотермического турбулентного течения и переноса пассивной газообразной примеси в уличном каньоне // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 85. С. 117-131. doi: 10.17223/19988621/85/9.

Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 846 с.

Бубенчиков А.М., Старченко А.В. Численные модели динамики и горения аэродисперс ных смесей в каналах. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. 236 с.

Литвинцев К.Ю., Дектерев А.А., Мешкова В.Д., Филимонов С.А. Влияние излучения на формирование ветрового и температурного режимов в городской среде // Теплофизика и аэромеханика. 2023. № 4. С. 723-735.

Белов И.А., Шеленшкевич И.А., Шуб Л.И. Моделирование гидромеханических процессов в технологии изготовления полупроводниковых приборов и микросхем. Л.: Политехника, 1991. 287с.

Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Computational Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1974. V. 3 (2). P. 269-289. doi: 10.1016/0045-7825(74)90029-2.

Mahrer Y., Pielke R.A. The Effects of Topography on Sea and Land Breezes in Two-Dimensional Numerical Model // Monthly Weather Review. 1977. V. 105. P. 1151-1162.

Henkes R.A.W.M., van der Flugt F.F., Hoogendoorn C.J. Natural Convection Flow in a Square Cavity Calculated with Low-Reynolds-Number Turbulence Models // Int. J. Heat Mass Transfer. 1991. V. 34. P. 1543-1557.

Starchenko A.V., Danilkin E.A., Leshchinskiy D.V. Numerical Simulation of the Distribution of Vehicle Emissions in a Street Canyon // Mathematical Models and Computer Simulations. 2023. V. 15 (3). С. 427-435.

Patankar S. Numerical heat transfer and fluid flow. New York: Hemisphere Publ. Corporation, 1980. 214 р. doi: 10.1201/9781482234213.

Van Leer B. Towards the ultimate conservative difference scheme. V. A second-order sequel to Godunov's method // Journal of Computational Physics. 1979. V. 32 (1). P. 101-136. doi: 10.1016/0021-9991(74)90019-9.

Ильин В.П. Методы неполной факторизации для решения алгебраических систем. М.: Физматлит, 1995. 288 с.

Allegrini J., Dorer V., Carmeliet J. Wind tunnel measurements of buoyant flows in street canyons // Building and Environment. 2013. V. 59. P. 315-326. doi: 10.1016/j.buildenv. 2012.08.029.

Kikumoto H., Ooka R Large-eddy simulation of pollutant dispersion in a cavity at fine grid resolutions // Building and Environment. 2018. V. 127. P. 127-137. doi: 10.1016/j.buildenv. 2017.11.005.

Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. 831с.