Simulaciones de RANS y LES de la dispersión de contaminantes localizados alrededor de edificios de gran altura bajo diferentes estratificaciones de temperatura
Autores: Zhao, Jinrong; Guo, Dongpeng; Zhang, Zhehai; Guo, Jiayi; Li, Yunpeng; Zhang, Junfang; Wang, Xiaofan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Influencia
Edificios
Patrón de flujo
Propagación de contaminantes
Estratificación de temperatura
Navier-Stokes promediado por Reynolds
Licencia
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Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación investiga la influencia de los edificios en el patrón de flujo y la dispersión de contaminantes bajo diferentes escenarios de estratificación térmica. Utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) junto con el modelo de simulación de grandes remolinos (LES), los hallazgos fueron validados a través de comparaciones con experimentos en túneles de viento. Los resultados indican que la longitud de la zona de retorno en el lado de sotavento del edificio es la más larga, alrededor de 1.75 veces la altura del edificio (H) cuando el número de Richardson es 0.08. Esta longitud de la zona de retorno se reduce a aproximadamente 1.4 H cuando es 0.0 y disminuye aún más a 1.25 H con un valor de -0.1. La dispersión de contaminantes se ve afectada de manera similar por el campo de flujo, que se alinea con estas tendencias. Los modelos estudiados revelaron que el LES demostró ser el más preciso, coincidiendo estrechamente con los resultados del túnel de viento en todos los niveles de estratificación térmica, mientras que el RANS sobreestimó los valores a la altura del edificio (/H = 1.0) y alrededor del edificio (/H < 0.625). Para equilibrar la eficiencia computacional con la precisión de la predicción, se recomienda un método híbrido que integre LES y RANS.
Descripción
Esta investigación investiga la influencia de los edificios en el patrón de flujo y la dispersión de contaminantes bajo diferentes escenarios de estratificación térmica. Utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) junto con el modelo de simulación de grandes remolinos (LES), los hallazgos fueron validados a través de comparaciones con experimentos en túneles de viento. Los resultados indican que la longitud de la zona de retorno en el lado de sotavento del edificio es la más larga, alrededor de 1.75 veces la altura del edificio (H) cuando el número de Richardson es 0.08. Esta longitud de la zona de retorno se reduce a aproximadamente 1.4 H cuando es 0.0 y disminuye aún más a 1.25 H con un valor de -0.1. La dispersión de contaminantes se ve afectada de manera similar por el campo de flujo, que se alinea con estas tendencias. Los modelos estudiados revelaron que el LES demostró ser el más preciso, coincidiendo estrechamente con los resultados del túnel de viento en todos los niveles de estratificación térmica, mientras que el RANS sobreestimó los valores a la altura del edificio (/H = 1.0) y alrededor del edificio (/H < 0.625). Para equilibrar la eficiencia computacional con la precisión de la predicción, se recomienda un método híbrido que integre LES y RANS.