Miskolc átszellőzésének vizsgálata GPU-alapú nagyörvény-szimulációval
Assessment of the Ventilation of Miskolc Using GPU-Based Large Eddy Simulation
Keywords:
Computational Fluid Dynamics (CFD), Large Eddy Simulation (LES), urban air pollution, building aerodynamics, Miskolc, numerikus áramlástan (CFD), nagyörvény szimuláció (LES), városi légszennyezés, épület-aerodinamikaAbstract
The present study demonstrates the practical application of a previously validated pollutant dispersion model [1] utilizing a numerical wind tunnel in ANSYS Discovery Live. The GPU-based CFD solver makes it possible to obtain statistically converged LES results in a couple of hours, much faster than a traditional CPU-based one, making it a powerful tool for the quick comparison of different geometries. In the numerical wind tunnel, the air quality of a soon to be rebuilt residential area of Miskolc was examined. The current building layout is compared with 4 new designs based on the exposure of pedestrians and occupants to traffic-induced air pollutants.
Kivonat
A tanulmány egy az ANSYS Discovery Live-ban létrehozott numerikus szélcsatornában egy korábban már validált szennyezőanyag-terjedési modell [1] gyakorlati alkalmazását mutatja be. A szoftver GPU alapú megoldója a hagyományos CPU központú szolvereknél nagyságrendekkel gyorsabb, pár óra alatt statisztikailag bekonvergált nagyörvény szimulációs (LES) eredményekre juthatunk, így hatékony eszköz különféle geometriák gyors összehasonlítására. A numerikus szélcsatornában Miskolc egy átépítés előtt álló lakónegyedének levegőminőségét vizsgáltuk meg. A jelenlegi beépítés 4 új tervezett elrendezéssel kerül összehasonlításra a gyalogosakat és az épületek lakóit érő szennyezőanyag-terhelés alapján.
References
Kristóf, G.; Papp, B. Application of GPU-Based Large Eddy Simulation in Urban Dispersion Studies. Atmosphere 9 (11), 2018, 442–463.
Schatzmann, M.; Leitl, B. Validation and application of obstacle-resolving urban dispersion models. Atmospheric Environment, 36 (30), 2002, 4811-4821.
Tominaga, Y.; Stathopoulos, T. CFD Simulation of Near-Field Pollutant Dispersion in the Urban Environment: A Review of Current Modelling Techniques. Atmospheric Environment 79, 2013, 716–730.
Kristóf, G.; Füle, P. Optimization of Urban Building Patterns for Pollution Removal Efficiency by Assuming Periodic Dispersion. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 162, 2017, 85–95.
Molnár, K. Lélegzet: avagy Miskolc felett a szél… Szakdolgozat, 2020, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem.
Xie, Z.; Castro, I. P. LES and RANS for turbulent flow over arrays of wall-mounted obstacles. Flow, Turbulence and Combustion, 76(3), 2006, 291.
Miskolc átszellőzése. 2021. https://youtu.be/5FpXit8z9yU
