Multiscale CFD analysis of urban air pollution dome and ventilation enhancement via an urban chimney
Notice bibliographique
Résumé
Air pollution episodes are critical environmental challenges in urban areas, primarily linked to the lack of ventilation during calm and stable atmospheric conditions, rather than a significant increase in emissions. The prevailing circulation pattern under these conditions is the Urban Heat Island Circulation (UHIC), which governs the characteristics of the urban pollution dome and the distribution of pollutants. This study aims to assess the UHIC's influence on spatial and temporal variations in pollutant concentrations and to investigate the efficiency of an Urban Chimney (UC) in improving air quality. Due to the interaction of micro- and meso-scale flows, a multi-scale analysis is required. For this purpose, a pressure-based CFD solver is adapted for analyzing airflow and pollutant dispersion in a multi-scale environment. A coordinate transformation method is used to account for meso-scale effects, and the resulting source terms are applied to the solver. The species transport equation is transformed to the new coordinate system, and the effects of species diffusion on enthalpy transport are included in the governing equations. The results demonstrate that UHIC reduces the average pollutant concentration and causes pollution peaks near ground level and at the city center. The interaction of micro-scale flow within the chimney with meso-scale UHIC impacts the flow field and pollutant concentration across the entire domain, decreasing the urban plume's vertical velocity by 40 percent and the mixing height at the city center by 20 percent. It also increases the vertical velocity within the UC by 23 percent. The UC can serve as a controlling tool for urban ventilation, and its capacity to remove pollutants increases sixfold when interacting with UHIC, reducing pollutant concentration citywide. • The urban pollution dome in a calm and stably stratified urban boundary layer is evaluated. • The impact of an urban chimney on enhancing outdoor ventilation is investigated. • The average pollutant concentration within the urban pollution dome decreases due to the dispersion of pollutants in a larger volume. • The pollutant distribution is non-uniform, with higher concentrations at ground level and along the city center. • Urban heat island circulation improves the performance of the urban chimney by increasing the removal rate of pollutants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».