MISKAM avanzado

Modelado de campo de viento de escala microscópica y modelado de dispersión de escala microscópica

 

MISKAM es un Pronóstico del campo de viento y modelo de dispersión muy recomendados para calcular las condiciones meteorológicas de estado estacionario. Para que también esté disponible para una escala de tiempo mayor, por ejemplo para propósitos de planificación, SoundPLAN añade una poderosa interfaz para automatizar todo el trabajo de entrada / salida y la agregación estadística necesaria para crear mapas de estadísticas anuales.

Preparación 

  • La biblioteca de estación meteorológica SoundPLAN ayuda a analizar visualmente los datos meteorológicos y ajustarlos a su tarea. Como MISKAM se utiliza principalmente en estructuras de edificios densos, donde la estabilidad atmosférica tiene poca influencia, puede transformar fácilmente los datos de medición meteorológica en datos clasificados para una estabilidad neutral.

  • Los histogramas de tiempo de emisión se pueden utilizar para calcular las emisiones medias para varias direcciones de viento. Esto aumenta la precisión de las concentraciones medias anuales sin pérdida de tiempo. Esta ventaja tiene que ser vista teniendo en cuenta el hecho de que un computador no es capaz de calcular 8760 horas separadas usando un modelo detallado. Se está preparando un post-procesamiento para considerar ciclos adicionales de variación de emisiones.

Datos de entrada 

  • SoundPLAN Geodatabase permite importar, digitalizar y editar datos de modelo a través de varias interfaces o simplemente usar modelos preparados para cálculos de ruido de SoundPLAN. Se pueden usar mapas de bits de fondo, por ejemplo fotos aéreas geo-referenciadas.

Cálculo

  • El el sistema de cálculo kernel de SoundPLAN le guía con una interfaz amigable para definir los ajustes de cálculo y controlar las ejecuciones. Cuando el cálculo se hace para la estabilidad neutral y sin impulso de la fuente, SoundPLAN necesita solamente un campo de viento estándar por la dirección del viento calculado por MISKAM. Todos los campos de viento y concentración adicionales, para velocidades de viento variantes, se derivan de SoundPLAN. Los cálculos de MISKAM se pueden distribuir a varios kernels en su computadora, si hay suficiente espacio de trabajo disponible (Con el módulo pronto lanzado MISKAM avanzado MISKAM funciona opcionalmente como software de 64 bits). Con nuestro módulo "Distributed Computing" también puede distribuir cálculos de campos de viento paralelos a varios ordenadores.

Presentación

  • El módulo SoundPLAN Graphics ayuda a preparar excelentes gráficos de presentación. Con la actualización a MISKAM avanzado se ofrece un gráfico 3D para el campo de viento y la visualización del mapa de concentración. Puede elegir si desea ver los objetos SoundPLAN o los objetos MISKAM en forma de cuadrícula. Los objetos en forma de cuadrícula también muestran si se define alguna corriente subterránea profunda

  • Aún más, el módulo de gráficos también permite modificar los datos en un procesamiento posterior mediante fórmulas definidas por el usuario o combinar los resultados de varias ejecuciones de cálculo, cualquiera que sea el modelo utilizado, y agregar información adicional del mapa del sitio.


Descripción del Modelo 

Origen

 

El modelo MISKAM (modelo climático y de dispersión a pequeña escala) es uno de los modelos más sofisticados con respecto a su contenido físico dentro de una amplia gama de modelos disponibles en el mundo hasta ahora. Ha sido desarrollado en el Instituto de Física Atmosférica de la Universidad de Mainz, Alemania. Este instituto ha estado trabajando en el desarrollo de modelos regionales y locales de clima y dispersión desde hace muchos años.El modelo fue ampliamente verificado y validado mientras se revisaba el código. Los cálculos de los ensayos se orientaron principalmente a las directrices del Código VDI 3783/9 "Meteorología ambiental - Modelos pronósticos de campo de viento de microescala - Evaluación para el flujo alrededor de edificios y obstáculos".

Tipos de modelo y campos de aplicación 

 

MISKAM es un modelo numérico tridimensional no hidrostático de flujo y dispersión numérica para las predicciones a pequeña escala del comportamiento del viento y las concentraciones de contaminantes, tanto en los cañones de las calles como en los barrios urbanos. Originalmente fue planeado para  tratar problemas microclimáticos (Eichhorn, 1989).

 

MISKAM es adecuado para hacer frente a los procesos de dispersión a pequeña escala (dimensiones típicas del modelo de varios 100 m). Por lo tanto, es especialmente útil para tareas en carretera y urbanismo, ya que considera principalmente los procesos físicos que influyen en el transporte de contaminantes en el entorno directo de los edificios

 

MISKAM se utiliza para más de cálculos de la contaminación atmosférica. La demanda de estudios climáticos sobre el desarrollo de asentamientos aumenta. MISKAM se puede utilizar para optimizar la capacidad de ventilación entre los edificios. Los campos de viento para cada situación de flujo definida se calculan y se muestran en un mapa.

Resolución temporal y espacial 

 

Las resoluciones típicas de la red son 1-2 metros en dirección horizontal. En dirección vertical el espesor de la capa también debe comenzar muy fino y aumentar constantemente. El aumento grueso puede ser aceptado sobre los edificios. Dependiendo de la altura del edificio y el tamaño del área de investigación, el número típico de capas está entre 20 y 40.

 

MISKAM avanzado viene junto con una versión MISKAM de 64 bits. Esto permite definir áreas de cálculo más grandes, más altas o mejor resueltas. Sin embargo, el aumento del número de celdas de cuadrícula aumenta el tiempo de cálculo. Incluso si se resuelve el problema de almacenamiento de la versión de 32 bits, el tamaño del proyecto estará limitado por los bordes del tiempo de cálculo aceptable.

 

Dependiendo del tamaño del dominio los cálculos del campo de viento MISKAM necesitan varias horas para un campo de viento. Los compromisos para acelerar un cálculo pueden hacerse con cuidado por una clasificación meteo más gruesa, pero nunca deben ser hechos por una cuadrícula de cálculo demasiado gruesa. Existe una "Guía de Mejores Prácticas de la Acción 732 de COST", donde las recomendaciones de varios autores fueron reunidas en un apéndice (ver enlace más abajo).

 

Fuentes de emisión 

 

La interfaz SoundPLAN ofrece fuentes de puntos y áreas, además de carreteras. Las fuentes de línea y de área pueden ser polígonos de forma libre. Las fuentes viales se ofrecen como un tipo de objeto separado para gráficos, etc. y para definir el ancho de la superficie de la carretera se pueden introducir emisiones variantes de tiempo, pero sólo se utilizan para calcular la emisión media para cada dirección del viento. Un cálculo hora por hora con diferentes emisiones cuesta demasiado tiempo.

 

La altura efectiva de la fuente puede ser introducida como impulso para todo el volumen de la célula fuente, pero requiere mucho más cálculos de campo de viento MISKAM que las fuentes pasivas.

Contaminantes

 

La lista de contaminantes está completamente definida por el usuario. Puede contener gases neutros o polvo definido por la velocidad de sedimentación y velocidad de deposición.

 

Para los cálculos de MISKAM, la conversión de NOx-NO2 siempre se hace dependiente de la concentración en un post-procesamiento. Por lo tanto, se recomienda derivar valores extremos como percentiles máximos o altos usando derivaciones estadísticas basadas en las concentraciones medias anuales. En este sentido, el módulo Graphics ofrece fórmulas para la evaluación media por hora y la evaluación media diaria según la actual directriz europea 2008/50 / EC. También puede introducir fórmulas definidas por el usuario de acuerdo con sus evaluaciones de fórmulas nacionales.

Topografía 

 

Se puede introducir la topografía (para poder utilizar datos de un proyecto de ruido), pero no se considera! Todos los objetos de SoundPLAN se establecen en un plano, excepto en las fuentes: La diferencia entre el terreno y la altura de la fuente se considera como altura sobre el suelo.

 

El cálculo de un área plana rodeada de pendientes requiere datos meteorológicos que incluyen ya todos los efectos del terreno.

Construcciones, obstaculos y usos del suelo

 

Para el uso común de MISKAM como modelo de microescala para propósitos de planificación se requieren obstáculos! Pueden ser edificios y "áreas de rugosidad" con una longitud de rugosidad definida por el usuario.

 

El lanzamiento a MISKAM avanzado permite el desbordamiento de edificios (Portales, estacionamientos, puentes) y el flujo de vegetación (m / superficie).

Resultados disponibles 

Los resultados están disponibles para cada capa del área de cálculo.

 

Campos de viento individuales: Mapas de varios parámetros de flujo de viento como la velocidad del viento, dirección del viento, inclinación vertical de la dirección del viento.

 

Estadísticas del campo de viento para el período de tiempo calculado: media, min, máximo de la velocidad del viento, casos por encima o por debajo de una determinada velocidad del viento, contados como horas o como porcentaje.

Campos de concentración únicos: Mapas de concentración y deposición

 

Estadísticas de campo de concentración para el período calculado: Concentración media, concentración máxima, percentil de concentración, horas / porcentaje por encima o por debajo de un umbral de concentración.

Las operaciones de cuadrícula están disponibles para los mapas de concentración, por ejemplo para obtener estadísticas diarias y por hora a partir de medias anuales mediante funciones predefinidas o fórmulas definidas por el usuario (ambas utilizando derivaciones empíricas).

 

Con la actualización a MISKAM objetos avanzados se pueden mostrar opcionalmente como objetos-SoundPLAN en forma real o como MISKAM en forma de cuadrícula. También se ofrecen secciones transversales de perfil.

Documentos

MISKAM

Prinzipskizze: 3D-Raster zur Berechnung der Gebäudeumströmung
SoundPLAN Kontrollgrafik: Gebäude- und Quellenverteilung nach automatischer Aufrasterung
Windkarte: Windgeschwindigkeit (Farbe) und Windrichtung (Pfeile) für eine einzelne Anströmsituation
Windkarte: Zahl der Stunden pro Jahr unterhalb einer kritischen Windgeschwindigkeit
Rasterschadstoffkarte