A turbulens légköri határrétegek számszerű modellezése egyre fontosabbá válik a környezetvédelemben, növekvő létjogosultságát elsősorban a levegőminősség javításában, a szélenergia kiaknázásában, és a klíma-tudatos várostervezés megvalósításában betöltött szerepének köszönheti. A számszerű modellek fejlesztése során fontos, hogy jó minőségű mérési adatok álljanak rendelkezésre a modellparaméterek hangolására és a modell kvantitatív ellenőrzésére. A modell fejlesztés céljaihoz illeszkedő, szisztematikusan végzett szélcsatorna kísérletek által szolgáltatott mérési adatok nagyban hozzájárulnának az általunk fejlesztett számszerű modellek javulásához.
A légkörben lejátszódó fizikai- és transzport-folyamatok jelentős (és talán legizgalmasabb) része a planetáris határrétegben, azaz a Földet körülölelő légkör legalsó pár km vastag rétegében zajlik. Ebben a rétegben a turbulens áramlástani folyamatok dominálnak, amelyek leírása igen bonyolult és számításigényes. A turbulencia modellek alkalmazásával ugyan csökkenthető a számításigény, de ez legtöbbször a pontosság csökkenését is magával vonja. Kutatásaink elsősorban az általános célú mérnöki szimulációs szoftverekben alkalmazott turbulencia modellek és a hozzájuk kapcsolódó peremfeltételek légköri áramlásokra történő adaptálását és fejlesztését célozzák, hiszen ezek a modellek nem a légköri határrétegek sajátosságainak leírására, hanem általános mérnöki feladatok megoldására készültek. A modelladaptáció és a pontosság növelése számos területen használható és hatékony eszközt adhat a környezetvédelmi szakemberek, a mérnökök és akár a döntéshozók kezébe is.
A fejlesztések során elsősorban a domborzat és felszínborítottság áramlásokra gyakorolt hatásának leírását szeretnénk javítani. Az ezekkel kapcsolatos helyszíni mérési eredmények csak igen korlátozottan állnak rendelkezésre, hiszen a meteorológiai viszonyok gyors változása és a változatos felszín megnehezíti a mérést és az egyes hatások elkülönített vizsgálatát. Számunkra az ideális és egyben idealizált mérési környezet a szélcsatorna lehet, hiszen itt lehetővé válik a turbulens határrétegben lejátszódó folyamatokat befolyásoló tényezők hatásainak elkülönített vizsgálata és azonosítása.
A témát gondozó kutató és tanszék
Dr. Balogh Miklós | BME Gépészmérnöki Kar | Áramlástan Tanszék
Dr. Balczó Márton | BME Gépészmérnöki Kar | Áramlástan Tanszék
Az intézmény korábbi publikációi a témában
Balogh, G. Kristóf. Fine scale simulation of turbulent flows in urban canopy layers. Időjárás, 114 (1-2), 135-148, 2010.
Balogh, A. Parente, C. Benocci. RANS simulation of ABL flow over complex terrains applying an enhanced k-ε model and wall function formulation: Implementation and comparison for FLUENT and OpenFOAM. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodinamics, 2012 (104-106):360-368, 2012.
Peralta, A. Parente, M. Balogh, C. Benocci. RANS simulation of the atmospheric boundary layer over complex terrain with a consistent k-epsilon model formulation. In The 6th International Symposium on Computational Wind Engineering (CWE2014), 236-237, 2014.
Balogh, A. Parente. Realistic boundary conditions for the simulation of atmospheric boundary layer flows using an improved k-ε model. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodinamics, 2015 (144), 183–190, 2015.
B. Hermann, M. Balogh. A hybrid approach for the numerical simulation of flows in urban environment. 17th International Conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes. 9-12 May 2016, Budapest, Hungary
Atmoszférikus Áramlások Laboratórium kialakítása 