CFD-simuleringar av urbana värmeöar

Abstract

I denna studie undersöktes hur atmosfärisk stabilitet påverkar luftföde och temperaturfördelning i urbana miljöer, med fokus på den urbana värmeöeffekten. Det genomfördes Computational Fluid Dynamics (CFD) simuleringar i programmet STAR-CCM+. En förenklad tvådimensionell modell av en stad gjordes och användes under tre olika stabilitetsförhållanden, definierade av Richardson-talet, Rb, det stabila fallet Rb = 0.79, det neutrala fallet Rb = 0 och det instabila fallet Rb = −0.21.

Resultatet visade att det stabila fallet begränsade den vertikala omblandningen, vilket resulterade i högre temperaturer vid gatunivå men lägre temperaturer över byggnaderna. Detta kan i sin tur bidra till den urbana väörmeöeffekten. I det neutrala fallet noterades inte några termiskt drivna flöden. Luftcirkulationen styrdes främst av den mekaniska vinden. I det instabila fallet visade på vertikala luftströmmar och en effektiv värmetransport, vilket orsakades av uppvärmda ytor.

Denna studie uppmärksammar vikten av att inkludera betydelsen av bärkraftseffekter i simuleringarna för att kunna framställa luftflödesmönster och temperaturfördelningar, särskilt under de instabila atmosfäriska förhållandena. Resultaten bidrar till en ökad förståelse för urbana miljöer och hur de negativa effekterna kan minskas genom en medveten stadsplanering.