Study of airflow and pollutant transport in an urban street canyon using large eddy simulation of the turbulent flow
In this paper, the large eddy simulation model is presented, as well as a modification of the algortihm for numerical solving the system of Navier-Stokes equations. The modification is oriented to the supercomputer technique. After approbation of the constructed model on test problems, the proposed mathematical model was applied to studying the airflow and pollutant transport in an urban street canyon.
Download file
Counter downloads: 345
Keywords
вихреразрешающее моделирование, турбулентность, уличные каньоны, параллельные вычисления, large eddy simulation, turbulence, urban street canyons, parallel computingAuthors
| Name | Organization | |
| Danilkin Evgeniy Alexandrovich | National Research Tomsk State University | ugin@math.tsu.ru |
| Nuterman Roman Borisovich | National Research Tomsk State University | nutrik@math.tsu.ru |
| Bart Anrdey Andreevich | National Research Tomsk State University | baza@math.tsu.ru |
| Degi Dmitrii Vladimirovich | National Research Tomsk State University | dimadegi@sibmail.com |
| Starchenko Alexander Vasil'evich | National Research Tomsk State University | starch@math.tsu.ru |
References
Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. М.: Физматлит, 2008. 368 с.
Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: учебное пособие. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. 88 с.
Глазунов А.В. Вихревое моделирование турбулентности с использованием смешенного динамического локального замыкания // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2009. Т. 45. № 1. С. 7-28.
Данилкин Е.А., Старченко А.В. К выбору способа декомпозиции при численном решении систем связанных дифференциальных уравнений на многопроцессорной технике с распределенной памятью // Третья Сибирская школа-семинар по параллельным вычислениям. Томск : Изд-
Данилкин Е.А., Старченко А.В. Параллельная реализация численного метода решения системы уравнений Навье - Стокса при моделировании крупных вихрей турбулентных течений // Вестник Новосибирского государственного университета. Сер. Информационные технологии.
Колмогоров А.Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // ДАН СССР. 1941. Т. 30. С. 299-303.
Курбацкий А.Ф. Лекции по турбулентности: в 2 ч. Введение в турбулентность. Новосибирск, 2000. 118 с.; Моделирование турбулентных течений. Новосибирск, 2001. 136 с.
Нутерман Р.Б., Бакланов А.А., Старченко А.В. Моделирование аэродинамики и распространения выбросов от автотранспорта в городском подслое // Математическое моделирование. 2010. Т. 22. № 4. С. 3-22.
Ортега Дж. Введение в параллельные и векторные методы решения линейных систем. М.: Мир, 1991. 364 с.
Турбулентные сдвиговые течения: пер. с англ. / ред. А.С. Гиневский. М.: Машиностроение, 1982. 432 с.
Хлопков Ю.И. Лекции по теоретическим методам исследования турбулентности. М.: МФТИ, 2005. 178 с.
Germano M., Piomelli U., Moin P., Cabot W.H. A dynamic subgrid-scale eddy viscosity model // Phys. Fluids. A. 1991. V. 3. P. 1760-1765.
Gokarn A., Battaglia1F., Fox R. O. Large eddy simulations of incompressible turbulent flows using parallel computing techniques // Int. J. Numer. Meth. Fluids. 2008. V. 56. No. 10. P. 1819-1843.
Hoydysh W.G., Dabberdt W.F. Kenematics and dispersion characteristics of flows in asymmetric street canyons // Atmospheric Environment. 1988. V. 22. P. 2677- 2689.
Kim J., Moin P., Moser R. Turbulence statistics in fully developed channel flow at low Reynolds number // J. Fluid Mechanics. 1987. V. 177. P. 133-166.
Leonard B. A Stable and Accurate Convective Modeling Procedure Based on Quadratic Upstream Interpolation // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1979. V. 19. P. 59-98.
Lyn D., Einav S., Rodi W., et al. A laser-Doppler velocimetry study of ensemble averaged characteristics of the turbulent near wake of a square cylinder // J. Fluid Mech. 1995. V. 304. P. 285-319.
Moin P., Kim J. On the numerical solution of time dependent viscous incompressible fluid flows involving solid boundaries // J. Computational Physics. 1980. V. 35. P. 381-392.
Niederschulte M.A., Adrian R.J., Hanratty T.J. Measurements of turbulent flow in a channel at low Reynolds numbers // Experiments in Fluids. 1990. V. 9. P. 222-230.
Sagaut P. Large eddy simulation for Incompressible Flow. 3rd ed. An Series: Scientific Computation, 2006. 556 p.
Smagorinsky J. General circulation experiments with the primitive equations. I: The basic experiment // Monthly Weather Review. 1963. V. 91. No. 3. P. 99-165.
Walton A., Cheng A.Y.S. Large-eddy simulation of pollution dispersion in an urban street canyon. Part 2: idealised canyon imulation // Atmospheric Environment. 2002. V. 36. P. 3615-3627.
