В настоящее время, вычислитель-
ная гидродинамика (Computational
Fluid Dynamics, CFD) предлагает спо-
соб оценки микроклимата благодаря
способности оценки распределения
температуры и воздушных потоков
с помощью моделирования. Одно
из исследований, проведённых кафе-
дрой строительной физики в Техно-
логическом университете Эйндхове-
на демонстрирует способность CFD
моделирования прогнозировать го-
родской микроклимат [9]. В сотрудни-
честве с голландским консорциумом
под названием «Климатоустойчивые
города» (Climate Proof Cities, CPC), от-
ветственным за исследования адап-
таций к изменению климата в город-
ских районах, произведена оценка
района Bergpolder Zuid в Роттерда-
ме. В этом районе планируется рекон-
струкция зданий и консорциум CPC
оценивает ряд потенциальных мер
по адаптации к изменению климата
в этом районе. Bergpolder Zuid состоит
из жилых и офисных зданий с узкими
улочками и окружающими широки-
ми проспектами (Рис. 6а). По данным
предыдущих исследований [10], рай-
он показывает основные признаки эф-
фекта городского острова тепла с тем-
пературами, как правило, выше, чем
в окружающих сельских районах.
На основе городских чертежей рай-
она Bergpolder, создана расчётная мо-
дель с высоким разрешением рас-
чётной сетки (Рис. 6б и 6в). Наружный
вычислительный домен имеет ше-
стиугольную форму с длиной сто-
рон 2,4 километра и высотой 400 ме-
тров. Внутри шестиугольного домена
здания размещены внутри дополни-
тельного кругового домена (Рис. 6).
В общей сложности, расчётная сет-
ка состоит из 6 610 456 шестигранных
ячеек. Моделирование выполняется
с помощью трёхмерных нестационар-
ных усреднённых уравнений Навье-
Стокса (3D unsteady Reynolds-averaged
Navier-Stokes, URANS) в сочетании
с моделью турбулентности Realizable
k‑ε. Несколько физических явлений,
влияющих на городской микрокли-
мат, такие как поток ветра и теплооб-
мен (теплопроводность, конвекция
Весна 2015
З Д А Н И Я В Ы С О К И Х Т Е Х Н О Л О Г И Й
77
Р и с . 6 . В и д с в о з д у х а р а й о н а B e r g p o l d e r Z u i d
а – Bing Maps;
б – соответствующая вычислительная модель;
в – расчётная сетка на поверхности зданий и на части поверхности земли.
Примечание. Интенсивность чёрных линий указывает регионы с высоким разрешением
расчётной сетки (6 610 456 – общее количество ячеек в расчётной модели)
Т а б л . 1 . В ы ч и с л и т е л ь н ы е н а с т р о й к и и п а р а м е т р ы , и с п о л ь з у е м ы е в и с с л е д о в а н и и
T o pa r l a r и д р. [ 9 ]
Расчётный домен и сетк
а
Граничные условия
Форма
Шестиугольная
Вход
Длина стороны x Высота 2 400 x 400 м
Распределение скорости
ветра
Логарифмическая зависимость
Число ячеек
6 610 456
Температура
Климатические данные
Вычислительная модель
Выход
Модель турбулентности Realizable k-ε [11]
Тип
Нулевое давление
Модель излучения
P-1 [12]
Поверхности
Вычисление вблизи
поверхностей/стен
Standard Wall Functions [13]
Моделирование
Eq. sand grain roughness [14]
Примечание. Для получения более подробной информации, пожалуйста, обратитесь к соответствующей статье
а
б
в