High-order spectral simulations of theflow in a simplified urban environment

Abstract

[ES] El estudio de los flujos urbanos ha sido un campo de interés en la mecánica de fluidos moderna por ahora. Más de veinte años. El conocimiento de cómo se comporta un flujo de aire en las copas urbanas presenta muchas aplicaciones diferentes, como planificación urbana, estudios de calidad del aire o predicción de la propagación de contaminantes. Inicialmente, las metodologías utilizadas para estudiar este tipo de Los problemas típicamente implicaban un enfoque experimental parcial o total. Esto es más bien inconveniente, ya que tiende a ser muy costoso. Fluido computacional turbulento moderno la mecánica ha mejorado las herramientas disponibles para estudiar el flujo turbulento urbano, ya que permite enfoque totalmente computacional. El objetivo principal del proyecto es desarrollar un conjunto de herramientas que permitan sistemáticamente Resolver el flujo en un entorno urbano simplificado. La simulación de flujo se llevará a cabo. a través de una "simulación de gran Eddy bien resuelta" por medio de las rutinas Nek5000. Luego, el flujo se analiza utilizando una caja de herramientas estadísticas personalizadas, que permite obtener el parámetros promediados que se usan típicamente en el análisis de flujo turbulento. además, el El proyecto presenta un objetivo secundario, que es el desarrollo de una serie de rutinas que permiten analizar fácilmente los parámetros clave de las simulaciones turbulentas, como la malla resolución.

[EN] The study of urban flows has been a field of interest in modern fluid mechanics for now more than twenty years. The knowledge of how an airflow behaves in urban canopies presents many different applications, such as urban planning, air quality studies or the prediction of pollutant s propagation. Initially, the methodologies used to study this kind of problems typically involved a partial or full experimental approach. This is rather inconvenient, as it tends to be highly costly. Modern turbulent computational fluid mechanics have enhanced the tools available to study urban turbulent flow as it allows a fully computational approach. The main objective of the project is to develop a set of tools that allow to systematically solve the flow in a simplified urban environment. The flow simulation will be carried through a Well-Resolved Large-Eddy Simulation by means of the Nek5000 routines. Then the flow is analysed using a custom-made statistic toolbox, that allows to obtain the averaged parameters that are typically used in turbulent flow analysis. In addition, the project presents a secondary objetive, which is the development of a series of routines that allow to easily analyse the key parameters of turbulent simulations, such as mesh resolution.