细长建筑间二维街道峡谷阵列的绕流研究
流体动力学
2020-01-29 v1 大气与海洋物理
地球物理
摘要
本文考察了理想化的、二维并列长方体建筑阵列上方的流动,旨在研究建筑宽高比对粗糙子层湍流及下方街道峡谷通风的影响。我们比较了方形截面建筑与细长建筑两种构型,分别对应于峡谷宽高比为 1 和 AR = 2 的情形。前者对应掠流(skimming flow),后者对应尾流干涉 regime(wake-interference regime)。实验在水槽中进行,采用粒子图像测速技术(PIV)在垂直中面上测量速度。研究了平均流、二阶湍流统计量、交换通量及积分时间尺度,结果表明细长建筑增强了建筑屋顶正上方区域的湍流产生并导致更长的积分时间尺度。对湍流产生场及扫掠(sweep)与喷射(ejection)事件期间流场快照的联合分析表明,峡谷与外部流之间的剪切层在细长建筑下显著更不稳定,主要因为来自上游建筑平屋顶的垂直速度波动的阻尼效应基本缺失。因此,界面中更大(下游)部分易于受外部流结构的直接相互作用。更高的湍流强度促进了峡谷界面的通风。总之,本实验表明当城市冠层由狭窄峡谷构成时,减小建筑宽高比的影响尤为显著。该结果具有意义,因为狭窄街道峡谷在欧洲老城中心的城市肌理中通常由细长建筑所围合。
引用
@article{arxiv.2001.09334,
title = {On the Flow Past an Array of Two-Dimensional Street Canyons Between Slender Buildings},
author = {Maria Grazia Badas and Simone Ferrari and Michela Garau and Alessandro Seoni and Giorgio Querzoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.09334},
year = {2020}
}
备注
Boundary-Layer Meteorology, in press