Air quality oriented urban design strategies  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
124439
Type K
Principal investigator Kristóf, Gergely
Title in Hungarian Levegőminőség-orientált várostervezési stratégiák
Title in English Air quality oriented urban design strategies
Keywords in Hungarian szennyező-terjedés, levegőminőség, légszennyezés, periodikus modell, többskálás modell
Keywords in English dispersion, air quality, air pollution, periodic model, multiscale model
Discipline
Flow and Thermal Technology (Council of Physical Sciences)90 %
Ortelius classification: Thermal engineering
Settlement Science (Council of Physical Sciences)10 %
Ortelius classification: Country planning
Panel Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent Department of Fluid Mechanics (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Balczó, Márton
Balogh, Miklós
Benedek, Tamás
Farkas, Balázs
Istók, Balázs
Koren, Márton
Suda, Jenő Miklós
Szente, Viktor
Starting date 2017-09-01
Closing date 2022-08-31
Funding (in million HUF) 39.919
FTE (full time equivalent) 8.01
state running project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A projekt keretében új módszereket fejlesztettünk ki a nagyörvény szimulációs (LES) modellek hajtására a mezoskálás meteorológiai hatások és a nagy méretskálájú turbulencia figyelembevételével, továbbá a légszennyezők városi felszín feletti terjedésének vizsgálatára a periodikus tartományban meghatározott időfüggő sebességmezők felhasználásával. Kifejlesztettünk egy termikus analógiára épülő munkamódszert, mely lehetővé teszi a passzív légköri szennyezők terjedésének vizsgálatát, valamint az épületekre ható dinamikus szélterhelések számítását egy ismert GPU alapú áramlásmodell felhasználásával, az általánosan használt CPU alapú modellekhez képest két nagyságrenddel rövidebb idő alatt. Az új módszereket szélcsatorna-mérésekkel validáltuk, majd felhasználtuk kedvező átszellőzést biztosító épületelrendezések keresésére, valamint egy gyakorlati városrendezési feladat (Miskolc, Újgyőri főtér környékének áttervezése) megoldásában. Az épület hossza mentén váltakozó magasságú épületekkel – az utca két oldalán aszimmetrikus (sakktáblás), periodikus elrendezésben – mintegy 45% utcaszinti koncentrációcsökkenést figyeltünk meg az azonos épülettérfogatú, állandó magasságú beépítési formához képest, amennyiben az épületmagasság aránya 3-nál nem kisebb. A javasolt elrendezés előnye, hogy az épületek (értékesebb) földszinti beépített területe nem csökken az állandó magasságú beépítési formához képest, továbbá nagyobb méretű ablakfelület beépítését teszi lehetővé.
Results in English
In the framework of the project, we developed new methods for driving large-eddy simulation (LES) models taking into account mesoscale meteorological effects and large-scale turbulence, and also for investigating the transport of air pollutants over the urban surface using time-dependent velocity fields determined in the periodic domain. We have developed a workflow based on thermal analogy, which enables the investigation of the dispersion of passive atmospheric pollutants, as well as the calculation of dynamic wind loads on buildings using a well-known GPU-based flow model two orders of magnitude faster compared to commonly used CPU-based models. We validated the new methods with wind tunnel measurements and then used them to search for building layouts favorable for ventilation, as well as to solve a practical urban planning task (redesign of the area of Miskolc, Újgyőr főtér). With buildings of alternating height along the length of the building - in an asymmetrical (staggered) periodic arrangement on both sides of the street - we observed a concentration reduction of about 45% at street level compared to the building form of constant height with the same building volume if the building height ratio was at least 3. The advantage of the proposed layout is that the (more valuable) built-up area on the ground floor of the buildings does not decrease compared to the constant-height installation form, and it also enables the installation of a larger window area.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=124439
Decision
Yes





 

List of publications

  
KRISTÓF, Gergely; PAPP, Bálint: Application of GPU-based Large Eddy Simulation in urban dispersion studies, Atmosphere, 2018, 9.11: 442., 2018
KRISTÓF, Gergely; PAPP, Bálint: Optimization of Building Patterns for Better Air Quality Using GPU-Based Large Eddy Simulation, Abstracts Vol. 21, EGU2019 General Assembly, 2019., 2019
PAPP, Bálint; KRISTÓF, Gergely: Épületmintázatok optimalizálása a levegőminőség javításának érdekében GPU alapú nagyörvény szimulációval, OGÉT 2019 proceedings, 2019
PAPP, Bálint: Városi szennyezőanyag-terjedés vizsgálata nagyörvény szimulációval numerikus szélcsatornában, Országos Tudományos Diákköri Konferencia 2019, 2019
Kristóf, G.; Papp, B.; Wang, H.; Hang, J.: Investigation of the flow and dispersion characteristics of repeated orographic structures by assuming transient wind forcing, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2020, 197, 104087., 2020
Papp, B., Kristóf, G., Gromke, C.: Épületek szélterhelésének becslése GPU alapú nagyörvény szimulációval numerikus szélcsatornában, XXVIII. Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT, 161-165., 2020
Papp, B., Kristóf, G., Istók, B., Koren, M., Balczó, M., Balogh, M.: Measurement-driven Large Eddy Simulation of dispersion in street canyons of variable building height, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 211, 104495., 2021
Papp, B., Kristóf, G., Gromke, C.: Application and assessment of a GPU-based LES method for predicting dynamic wind loads on buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2021
Szilágyi, M. Á., Papp, B.: Miskolc átszellőzésének vizsgálata GPU alapú nagyörvény szimulációval, XXVIIII. Nemzetközi Gépészeti Konferencia (OGÉT 2021) kiadványkötete (ISSN 2668-9685), 80-83., 2021
Koren, M., Balogh, M.: The role of thermal convection in the dispersion of traffic-induced air pollutants Kis léptékű nem-hidrosztatikus légköri áramlások numerikus modein the urban environment, Légkör: Az Országos Meteorológiai Intézet szakmai tájékoztatója 65(3), 130-135., 2020
Papp, B., Kristóf, G.: The role of thermal convection in the dispersion of traffic-induced air pollutants in the urban environment, 20th International Conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes, 2021
Papp, B., Istók, B., Koren, M., Balczó, M., Kristóf, G.: Statistical assessment of the ventilation of street canyons based on time-resolved wind tunnel experiments, PHYSMOD 2022 – International Workshop on Flow and Dispersion Phenomena, Book of extended abstracts (ISBN 978-80-87012-81-9), 143-155, 2022
Koren, M., Balogh, M., Kristóf, G.: Transient Wind Forcing: a method for modelling wind shear in building-scale Large Eddy Simulations, PHYSMOD 2022 – International Workshop on Flow and Dispersion Phenomena, Book of extended abstracts (ISBN 978-80-87012-81-9), pp 123., 2022
Koren, M., Kristóf, G: Wind-shear coupling method to implicate large turbulent structures in a building-scale large eddy simulation, Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF'22), WS5 workshop, 2022
Balogh, M., Farkas, Á., Weidinger, T., Salma, I.: Dispersion simulation of firework-related aerosols, Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF'22), WS5 workshop, 2022
Papp, B., Kristóf, G: Building Patterns Favorable for Air Quality: A Parameter Study Using LES, Proceedings of the Conference on Modelling Fluid Flow CMFF’22 (ISBN 978-963-421-881-4), 443-456., 2022
Papp, B., Istók, B., Koren, M., Balczó, M., Kristóf, G.: Statistical assessment of the ventilation of street canyons based on time-resolved wind tunnel experiments., PHYSMOD 2022 – International Workshop on Flow and Dispersion Phenomena, Book of extended abstracts (ISBN 978-80-87012-81-9), 143-155., 2022
Koren, M., Balogh, M., Kristóf, G.: Transient Wind Forcing: a method for modelling wind shear in building-scale Large Eddy Simulations, PHYSMOD 2022 – International Workshop on Flow and Dispersion Phenomena, Book of extended abstracts (ISBN 978-80-87012-81-9), pp 123., 2022
Koren, M., Kristóf, G: Wind-shear coupling method to implicate large turbulent structures in a building-scale large eddy simulation, Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF'22), WORKSHOP 5 - Coupling techniques in multiscale atmospheric models: Microphysics, local scale simulations, PBL structure, 2022
Balogh, M., Farkas, Á., Weidinger, T., Salma, I.: Dispersion simulation of firework-related aerosols, Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF'22), WORKSHOP 5 - Coupling techniques in multiscale atmospheric models: Microphysics, local scale simulations, PBL structure, 2022
Papp, B., Kristóf, G.: Building Patterns Favorable for Air Quality: A Parameter Study Using LES, Proceedings of the Conference on Modelling Fluid Flow CMFF’22 (ISBN 978-963-421-881-4), 443-456., 2022




 

Events of the project

  
2020-02-14 10:42:53
Résztvevők változása
2019-04-29 12:36:27
Résztvevők változása



Back »