One-Equation Turbulence Modelling for Atmospheric and Engineering Applications

Abstract

A new algebraic turbulent length scale model is developed, based on previous oneequation turbulence modelling experience in atmospheric flow and dispersion calculations. The model is applied to the neutral Ekman layer, as well as to fully-developed pipe and channel flows. For the pipe and channel flows examined the present model results can be considered as nearly equivalent to the results obtained using the standard k-e model. For the neutral Ekman layer, the model predicts satisfactorily the near-neutral Cabauw friction velocities and a dependence of the drag coefficient versus Rossby number very close to that derived from published (G. N. Coleman) direct numerical simulations. The model underestimates the Cabauw cross-isobaric angles, but to a less degree than the cross-isobar angle versus Rossby dependence derived from the Coleman simulation. Finally, for the Cabauw data, with a geostrophic wind magnitude of 10 m s À1 , the model predicts an eddy diffusivity distribution in good agreement with semi-empirical distributions used in current operational practice.

Key improvements in the simulation modelling for decision support systems developed in the EURANOS project

“…The software code of the mass-consistent wind field model has been based on the existing diagnostic meteorological model ADREA (e.g. Venetsanos, 2004), with adaptations for the terrain-following grid of the meteorological pre-processor. The function of the mass-consistent wind field model is to correct the wind velocity components, which are produced through interpolation by the meteorological preprocessor (the "first-guess" field), taking into account the topography (i.e., the ground slopes), in order to assure that the air mass is conserved in every computational cell.…”

Πρόγνωση Ατομικής Έκθεσης Με Μοντέλα Υπολογιστικής Ρευστομηχανικής

“…Στον κώδικα ADREA η προσομοίωση του ουδέτερου στρώματος Ekman πραγματοποιείται με την επίλυση των μέσων εξισώσεων της ορμής [123]:…”

“…Το ύψος του στρώματος ανάμιξης αντιστοιχεί στο ύψος όπου οι αδιάστατες γεωστροφικές ταχύτητες του ανέμου μηδενίζονται. Όπως αναφέρουν οι Venetsanos et al [123] στη βιβλιογραφία εμφανίζεται ένα μεγάλο εύρος για την τιμή του αδιάστατου ύψους του οριακού στρώματος. Οι περισσότερες μελέτες συγκλίνουν στο εύρος των τιμών από 0.2u * /f έως 0.3u * /f.…”

Τυρβώδης Ροή Και Διασπορά Ρύπων Στο Αστικό Περιβάλλον

“…Στα μοντέλα αυτά υπάρχει το πλεονέκτημα ότι χρησιμοποιείται η καλή και ακριβής εξίσωση του k (που προκύπτει από τις Navier-Stokes με κατάλληλες πράξεις), αλλά όμως εξακολουθούν οι εμπειρικές εκφράσεις για το χαρακτηριστικό μήκος, οπότε η βελτίωση σε σχέση με τα μοντέλα 0 εξισώσεων δεν είναι σημαντική. Ένα μοντέλο μιας εξίσωσης που έχει εφαρμοστεί με επιτυχία σε ατμοσφαιρικές ροές είναι το μοντέλο του Μπάρτζη (Bartzis, 1989, Venetsanos et al, 2004.…”