Υπολογιστική Μελέτη της Επίδρασης Ριπής Ανέμου στο Πεδίο Ροής Οδικών Χαραδρών

Πάσχου, Δανάη-Πανωραία; Paschou, Danai-Panoraia

dc.contributor.author	Πάσχου, Δανάη-Πανωραία	el
dc.contributor.author	Paschou, Danai-Panoraia	el
dc.date.accessioned	2022-01-31T10:17:46Z
dc.date.available	2022-01-31T10:17:46Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54495
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22193
dc.rights	Default License
dc.subject	Υπολογιστική Ρευστομηχανική	el
dc.subject	Αστική χαράδρα	el
dc.subject	Ριπή ανέμου	el
dc.subject	Πεδίο ροής	el
dc.subject	Παροχή μάζας αέρα	el
dc.subject	Compuational Fluid	en
dc.subject	Flow field	en
dc.subject	Air-mass flow	en
dc.subject	Urban street canyon	en
dc.subject	Wind gust	en
dc.title	Υπολογιστική Μελέτη της Επίδρασης Ριπής Ανέμου στο Πεδίο Ροής Οδικών Χαραδρών	el
dc.title	Numerical Study of the Effect of a Wind Gust on the Flow Field in Urban Street Canyons	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική Ρευστομηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-13
heal.abstract	Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η επίδραση της γεωμετρίας της χαράδρας και των χαρακτηριστικών της ριπής του ανέμου εντός αυτής ,καθώς επίσης οι τιμές και η μορφολογία του ανέμου στο επίπεδο του εδάφους. Αυτό επιτεύχθηκε με εφαρμογή υπολογιστικής μεθοδολογίας πεπερασμένων όγκων σε καρτεσιανό πλέγμα με επίλυση κατά SIMPLE και μοντέλο τύρβης k-ε. Αρχικά μελετήθηκαν τα χαρακτηριστικά της ριπής στον αερισμό της οδικής χαράδρας με μόνιμο πεδίο ροής (η ταχύτητα δεν αλλάζει σε κάθε σημείο με το χρόνο). Χρησιμοποιήθηκαν διάφορες διατάξεις οδικών χαραδρών με διαφορετική αναλογία ύψους ανάντη κτηρίου (H1) και πλάτους δρόμου (W),καθώς επίσης και διαφορετική αναλογία ύψους ανάντη κτηρίου και κατάντη κτηρίου (H2). Επιλέχθηκαν οι εξής περιπτώσεις αναλογιών H1/W=1 , H1/W=2 και Η1/W=0,5. Στην πρώτη και στην τρίτη περίπτωση παρατηρήθηκε μία κύρια δίνη εντός της χαράδρας ,ενώ στην δεύτερη περίπτωση δύο δίνες αντίθετης φοράς. Στην συνέχεια αφού προέκυψαν τα κατάλληλα αποτελέσματα για τις διάφορες διατάξεις οδικών χαραδρών στη μόνιμη ροή, πραγματοποιήθηκε εφαρμογή της υπολογιστικής μεθοδολογίας των πεπερασμένων όγκων , για τις παραπάνω αναλογίες υψών, με μη μόνιμη πεδίο ροής, δηλαδή για πολλές χρονικές στιγμές, όπου η ταχύτητα αλλάζει με τον χρόνο. Στην περίπτωση αυτή προκαλέσαμε μία ριπή ανέμου στην είσοδο του υπολογιστικού χώρου μας, δηλαδή μία απότομη και σύντομη αύξηση της ταχύτητας του ανέμου πάνω από τη μέση τιμή. Έτσι παρατηρήθηκε η επίδραση της ριπής αυτής στον αερισμό του εσωτερικού της οδικής χαράδρας. Επιπλέον μελετήθηκε η μεταβολή των μεγεθών των μέσων ταχυτήτων και της τύρβης εντός της χαράδρας, τόσο στην κορυφή της όσο και στο 1/3 αυτής. Παρατηρήθηκε ότι για διάφορες χρονικές στιγμές μίας ριπής ανέμου ο ρυθμός με τον οποίο ανανεώνεται ο αέρας στη χαράδρα αλλάζει και μάλιστα σημαντικά. Παρατηρήσαμε γενικά ότι η ροή μάζας στην πάνω περιοχή της αστικής χαράδρας είναι μεγαλύτερη. Αυτό σημαίνει ότι εισέρχεται καθαρός αέρας στην αστική χαράδρα με αποτέλεσμα την ανανέωση του ήδη υπάρχοντος και την απομάκρυνση των ρύπων. Επιπλέον καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι αυτό συμβαίνει και μάλιστα διαρκεί κάποιο χρονικό διάστημα αφότου έχει ολοκληρωθεί η ριπή, ακόμη και στις πιο βαθιές χαράδρες, που η παγίδευση των ρύπων είναι μεγαλύτερη.	el
heal.abstract	The present diploma thesis investigates the impact of the geometry of the street canyon and the characteristics of the wind field inside the canyon as well as the values and the morphology of the wind at the ground level. This was achieved by applying a finite volume computational methodology, in Cartesian grid, using the SIMPLE method and the k-ε turbulence model. Initially the characteristics of the wind field of the ventilation of the street canyon were studied with permanent flow (the speed does not change at any point over time). Different street canyons configurations were considered according to the aspect ratio of the leeward building height (H1) and the street width (W) and the aspect ratio of the leeward building and the windward building height (H2). The following cases of ratios Η1/W=1 , H1/W=2 and H1/W=0,5 were selected. In the first and third case a main vortex was observed within the street canyon , while in the second case we observed two contra-rotative vortices. Then ,after obtaining the appropriate results of the various street canyon configurations for the permanent flow, the finite volume computational methodology was applied for the above height ratios, in non-permanent flow field, for many time points, when the speed changes over time. In this case we applied a gust of wind at the entrance of our computational area, namely a steep and brief increase of wind speed above the average value. Thus the effect of the gust on the ventilation of the street canyon was observed. In addition the change of the magnitude of the average speeds and the turbulence were studied, at the top of the street canyon and at the 1/3 of it. It was observed that for several times, when a gust of wind is applied, the rate of the wind ventilation in the street canyon changes significantly. We generally noticed that the mass flow is greater at the upper part of the street canyon. This means that the existing air is renewed by the fresh one, that enters the street canyon. In addition, we conclude that the refresh of the air happens and last for some time after the gust is completed, even in the deepest street canyons, where there are more trapped pollutants.	en
heal.advisorName	Μπούρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουλάκης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Τεχνολογικών Καινοτομιών Προστασίας Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	115 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false