Новий теоретичний підхід до динаміки тепло-масо-переносу, теплової турбулентності і вентиляції повітря в атмосфері промислового міста

Анотація

Запропоновано новий теоретичний підхід до опису динаміки тепломасопереносу, теплової турбулентності і вентиляції повітря в атмосфері промислового міста, що включає вдосконалену теорію атмосферної циркуляції в поєднанні з моделлю гідродинамічного прогнозу (з кількісно коректним урахуванням турбулентності в атмосфері міської території), теорією плоского комплексного геофізичного поля. Для визначення спектру теплової турбулентності в зоні забудови промислового міста використовується модифіковане наближення «дрібної води». На відміну від стандартних різницевих методів їх вирішення, в роботі пропонується використовувати так званий алгоритм спектрального розкладання. Для розрахунку циркуляції повітря на периферії промислового міста використовується теорія плоского комплексного геофізичного поля. Прирівнюючи компоненти швидкості, певні в моделі дрібної води і моделі плоского комплексного геофізичного поля, можна знайти спектральний відповідність між хвильовими числами, які визначають функціональні елементи в ряду Фур'є-Бесселя, з вихідним елементом теорії плоского поля. Величини спектральних мод, що відповідають хвильовим числам в розкладаннях в ряди Фур'є-Бесселя метеорологічних полів, додатково визначають вагу неізотропності в турбулентному режимі атмосфери міста. Мала неізотропнiсть при великих спектральних модах істотна як покажчик наявності нестаціонарності в турбулентному режимі в ландшафті міста.