Naslov (eng)

Validated large-eddy simulation method for wind effects in urban areas: doctoral dissertation : doctoral dissertation

Autor

Kostadinović-Vranešević, Kristina, 1988-

Doprinosi

Ćoćić, Aleksandar, 1975-
Plavšić, Jasna, 1963-
Racić, Vitomir, 1981-
Šarkić, Anina, 1978-

Opis (srp)

Ветар је моћна природна сила која представља изазове, али и могућности у урбанимсрединама. Распоред улица и геометрија зграда обликују сложене обрасце тока ветра.Ова дисертација истражује како ти обрасци утичу на убирање енергије ветра у урбанимсрединама и оптерећење ветром на високе зграде, пружајући смернице за одрживоурбанистичко планирање и дизајн.За проучавање струјања ветра могу се користити два приступа: експериментални инумерички. Ово истраживање се фокусира на методу симулације великих вртлога (LES),високо-прецизну нумеричку технику, примењену на проучавање тока ветра око високихзграда, било изолованих или у кластеру од пет. Постојећа испитивања у аеротунелу секористе за валидацију нумеричких симулација. Анализирају се два угла ветра (0°/45°) идва типа крова (раван/закошен).Резултати указују да закошени кровови имају већи потенцијал енергије ветра од равних,јер стабилизују ток и стварају зоне велике брзине са ниском турбуленцијом. У кластерима,утицај суседних објеката може додатно повећати енергетски потенцијал. Такође, каонајпогодније су се показале ветротурбине са вертикалном осом.За оптерећење ветром, предложен је оквир за валидацију процењених вршних коефиције-ната притиска из LES-a. Анализа непоузданости из 11 сати експерименталних податакапоказује да краће LES симулације (нпр. 25 мин) поуздано предвиђају ове вредности.Статистичка анализа указује да је Гумбелов метод поузданији од методе прекорачењапрага. Одступања између LES-a и експеримената у близини наветрених ивица кроваистичу потребу за валидацијом сваког посматраног случаја.LES је потврђен као ефикасан метод за симулацију струјања ветра у урбаним срединама.Будућа истраживања треба да укључе детаљнију геометрију модела, сложенија окружењаи унапреде процену вршних притисака. Есенцијални корак напред у примени LES-a јеразвој званичних смерница за креирање и валидацију симулација.

Opis (srp)

Civil Engineering - Engineering Mechanics and Theory of Structures / Грађевинско инжењерство - Техничка механика и теорија конструкција Datum odbrane: 11.07.2025.

Opis (eng)

Wind is a powerful natural force that presents both challenges and opportunities in urbanenvironments. The layout of streets and the geometry of buildings shape complex flow patterns.This dissertation explores how these patterns impact urban wind energy harvesting and windloading on high-rise buildings, offering insights for sustainable urban planning and design.Two approaches can be employed to study wind flow: experimental and numerical. Thisresearch focuses on the large-eddy simulation (LES) method, a leading high-precision numericaltechnique, used to analyse wind flow around either an isolated high-rise building or a clusterof five. Existing wind tunnel tests are employed to validate the numerical simulations. Theresearch examines two wind angles (0°/45°) and two roof types (flat/decked).Findings on urban wind energy reveal that decked roofs offer a higher potential of wind energythan flat ones, as they stabilise flow and create high-speed, low-turbulence zones. In buildingclusters, interference effects may enhance wind energy potential. Regarding turbine type,vertical-axis wind turbines prove to be optimal.For wind loading, a validation framework for LES-based peak pressure predictions is proposed.Uncertainty analysis from 11-hour experimental data confirms that shorter LES durations(e.g., 25 min) reliably capture peak pressures. Statistical analysis identifies the Gumbel methodas more reliable than the peaks-over-threshold approach. Discrepancies between LES andexperimental results near upwind roof corners highlight the need for case-specific validation.LES is confirmed as an effective method for simulating urban wind flow. Future work shouldrefine geometry, expand to complex settings, and improve peak pressure estimation. Anessential step forward in LES modelling is the development of official guidelines for creatingand validating simulations.

Jezik

srpski

Datum

2025

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Konstruktivni elementi

атмосферски гранични слој, рачунарска динамика флуида (CFD), симу- лација великих вртлога (LES), висока зграда, турбулентни ток, утицај суседних објеката, урбана енергија ветра, оптерећење ветром, коефицијент вршног притиска, анализа непо- узданости

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Konstruktivni elementi

atmospheric boundary layer, computational fluid dynamics (CFD), large eddy simulation (LES), high-rise building, turbulent flow, interference effects, urban wind energy, wind loading, peak pressure coefficient, uncertainty quantification