CFD simulace tepelného prostředí v městské zástavbě a modelování vlivu zeleně

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá možnostmi využití CFD simulací pro zkoumání vlivu městské zeleně na mikroklimatické podmínky, především v souvislosti s efektem městského tepelného ostrova. V první části práce je zpracována rešerše zaměřená na příčiny a dopady přehřívání městských oblastí a popis fyzikálních mechanismů, kterými vegetace ovlivňuje teplotu vzduchu a povrchů. Dále je popsána metodika využití CFD v urbanismu, včetně způsobu tvorby výpočetních domén, nastavení okrajových podmínek a modelování vegetace jako porézní zóny se stanoveným chladicím účinkem. Pro ověření použitelnosti této metody byla provedena validace na geometrii dvorku, jejíž výsledky vykazovaly velmi dobrou shodu s reálným měřením. Hlavní praktická část pak zkoumá dopad různých typů vegetace (trávník, keř, strom) na proudění vzduchu a teplotní rozložení ve zjednodušeném městském bloku.

This thesis focuses on the potential use of CFD simulations to study the influence of urban greenery on microclimatic conditions, particularly in relation to the urban heat island effect. The first part of the thesis presents a literature review addressing the causes and impacts of urban overheating and describing the physical mechanisms through which vegetation affects air and surface temperatures. Furthermore, the methodology of using CFD in urban planning is described, including the creation of computational domains, the setting of boundary conditions, and the modeling of vegetation as a porous zone with a defined cooling effect. To verify the applicability of this method, a validation was carried out using the geometry of an enclosed courtyard, with results showing very good agreement with real measurements. The main practical part then examines the impact of different types of vegetation (lawn, shrub, tree) on airflow and temperature distribution within a simplified urban block.