CFD modelování

Skupina se zaměřuje především na výzkum, vývoj a aplikace metody výpočetní dynamiky tekutin (Computational Fluid Dynamics – CFD) v mezní vrstvě atmosféry. V posledních letech se intenzivně věnujeme modelovým aplikacím v městském prostředí zvláště v souvislosti s často uvažovanými adaptačními a mitigačními opatřeními pro zmírnění efektu městského tepelného ostrova. Modelové simulace mohou sloužit jako podklady pro plánování těchto opatření, vyhodnocení citlivosti a potenciálních dopadů nebo i vedlejších efektů např. na kvalitu ovzduší.

Klíčoví členové: Mgr. Michal Belda, Ph.D, Mgr. Vladimír Fuka, Ph.D
Doktorandi: Jelena Radović

Skupina řeší tato hlavní témata

numerické modelování – simulace modely PALM a OpenFOAM, vývoj a simulace in-house vyvíjeným modelem CLMM (Charles University Microscale Model)
aplikace LES modelů v městském prostředí – simulace mikroklimatu měst a šíření znečištění v uličních kaňonech
tvorba scénářů adaptačních a mitigačních opatření vůči efektu městského tepelného ostrova (UHI)

Projekty

Skupina se v současnosti podílí na řešení projektů ARAMIS (Integrovaný systém výzkumu, hodnocení a kontroly kvality ovzduší), OP JAK Georizika (komplexní kvantifikace antropogenních i přirozeních georisk) a GAČR Koherenetní struktury (Role dynamiky koherentních struktur na přenos a rozptyl skaláru v městském baldachýnu).

Zahraniční spolupráce

Při práci s modelem PALM dlouhodobě spolupracujeme s týmem zastřešujícím vývoj modelu na univerzitě v Hannoveru. V rámci výzkumného projektu TURBAN jsme navázali spolupráci s týmem výzkumníků norského Nansenova centra.

Vybrané publikace

Patiño, W. R., Vlček, O., Bauerová, P., Belda, M., Bureš, M., Eben, K., Fuka, V., Geletič, J., Jareš, R., Karel, J., Keder, J., Krč, P., Radović, J., Řezníček, H., Šindelářová, A., Resler, J.: On the suitability of dispersion models of varying degree of complexity for air quality assessment and urban planning, Building and Environment, Volume 264, 2024, 111892, ISSN 0360–1323, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2024.111892.
BELDA, M., Benešová, N., Resler, J., Huszár, P., Vlček, O., Krč, P., Karlický, J., Juruš, P., and Eben, K.: FUME 2.0 – Flexible Universal processor for Modeling Emissions, Geosci. Model Dev., 17, 3867–3878, https://doi.org/10.5194/gmd-17-3867-2024, 2024.
ESAU, Igor, Michal Belda, Victoria Miles, Jan Geletič, Jaroslav Resler, Pavel Krč, Petra Bauerová, Martin Bureš, Kryštof Eben, Vladimír Fuka, Radek Jareš, Jan Karel, Josef Keder, William Patiño, Lasse H. Pettersson, Jelena Radović, Hynek Řezníček, Adriana Šindelářová, Ondřej Vlček, A city-scale turbulence-resolving model as an essential element of integrated urban services, Urb. Clim., 56, 102059, https://doi.org/10.1016/j.uclim.2024.102059, 2024.
RADOVIĆ, J., Belda, M., Resler, J., Eben, K., Bureš, M., Geletič, J., Krč, P., Řezníček, H., and Fuka, V.: Challenges of constructing and selecting the „perfect“ boundary conditions for the large-eddy simulation model PALM, Geosci. Model Dev., 17, 2901–2927, https://doi.org/10.5194/gmd-17-2901-2024, 2024.
EICHLER, Pavel – FUKA, Vladimír – FUCIK, Radek. Cumulant lattice Boltzmann simulations of turbulent flow above rough surfaces. Computers and Mathematics with Applications. 2021, 92(15 June 2021), 37–47. ISSN 0898–1221. https://doi.org/10.1016/j.camwa.2021.03.016.
KLUKOVÁ, Zuzana – NOSEK, Stepan – FUKA, Vladimír – JANOUR, Zbynek – CHALOUPECKA, Hana – MARKOVÁ, Jana. The combining effect of the roof shape, roof-height non-uniformity and source position on the pollutant transport between a street canyon and 3D urban array. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2021, 208(January 2021), 104468. ISSN 0167–6105. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2020.104468.
KRC, Pavel – RESLER, Jaroslav – SUEHRING, Matthias – SCHUBERT, Sebastian – SALIM, Mohamed H – FUKA, Vladimír. Radiative Transfer Model 3.0 integrated into the PALM model system 6.0. Geoscientific Model Development. 2021, 14(5), 3095–3120. ISSN 1991–959X. https://doi.org/10.5194/gmd-14-3095-2021.
BELDA, Michal – RESLER, Jaroslav – GELETIC, Jan – KRC, Pavel – MARONGA, Bjoern – SUEHRING, Matthias – KURPPA, Mona – KANANI-SUEHRING, Farah – FUKA, Vladimír – EBEN, Krystof – BENESOVA, Nina – AUVINEN, Mikko. Sensitivity analysis of the PALM model system 6.0 in the urban environment. Geoscientific Model Development. 2021, 14(7), 4443–4464. ISSN 1991–959X. https://doi.org/10.5194/gmd-14-4443-2021.
RESLER, Jaroslav – EBEN, Krystof – GELETIC, Jan – KRC, Pavel – ROSECKY, Martin – SUEHRING, Matthias – BELDA, Michal – FUKA, Vladimír – HALENKA, Tomáš – HUSZÁR, Peter – KARLICKÝ, Jan – BENESOVA, Nina – MARKOVÁ, Jana – HONZAKOVA, Katerina – KEDER, Josef – NAPRAVNIKOVA, Sarka – VLCEK, Ondrej. Validation of the PALM model system 6.0 in a real urban environment: a case study in Dejvice, Prague, the Czech Republic. Geoscientific Model Development. 2021, 14(8), 4797–4842. ISSN 1991–959X. https://doi.org/10.5194/gmd-14-4797-2021.
COUVREUX, Fleur – BAZILE, Eric – RODIER, Quentin – MARONGA, Bjorn – MATHEOU, Georgios – CHINITA, Maria J – EDWARDS, John – VAN STRATUM, Bart J. H – VAN HEERWAARDEN, Chiel C – HUANG, Jing – MOENE, Arnold F – CHENG, Anning – FUKA, Vladimír – BASU, Sukanta – BOU-ZEID, Elie – CANUT, Guylaine – VIGNON, Etienne. Intercomparison of Large-Eddy Simulations of the Antarctic Boundary Layer for Very Stable Stratification. Boundary-Layer Meteorology. 2020, 176(3), 369–400. ISSN 0006–8314. https://doi.org/10.1007/s10546-020-00539-4.
MARONGA, Bjoern – BANZHAF, Sabine – BURMEISTER, Cornelia – ESCH, Thomas – FORKEL, Renate – FROEHLICH, Dominik – FUKA, Vladimír – GEHRKE, Katrin Frieda – GELETIC, Jan – GIERSCH, Sebastian – GRONEMEIER, Tobias – GROSS, Guenter – HELDENS, Wieke – HELLSTEN, Antti – HOFFMANN, Fabian – INAGAKI, Atsushi – KADASCH, Eckhard – KANANI-SUEHRING, Farah – KETELSEN, Klaus – KHAN, Basit Ali – KNIGGE, Christoph – KNOOP, Helge – KRC, Pavel – KURPPA, Mona – MAAMARI, Halim – MATZARAKIS, Andreas – MAUDER, Matthias – PALLASCH, Matthias – PAVLIK, Dirk – PFAFFEROTT, Jens – RESLER, Jaroslav – RISSMANN, Sascha – RUSSO, Emmanuele – SALIM, Mohamed – SCHREMPF, Michael – SCHWENKEL, Johannes – SECKMEYER, Gunther – SCHUBERT, Sebastian – SUEHRING, Matthias – VON TILS, Robert – VOLLMER, Lukas – WARD, Simon – WITHA, Bjoern – WURPS, Hauke – ZEIDLER, Julian – RAASCH, Siegfried. Overview of the PALM model system 6.0. Geoscientific Model Development. 2020, 13(3), 1335–1372. ISSN 1991–959X. https://doi.org/10.5194/gmd-13-1335-2020.
NOSEK, Štěpán – FUKA, Vladimír – KUKAČKA, Libor – KLUKOVÁ, Zuzana – JAŇOUR, Zbyněk. Street-canyon pollution with respect to urban-array complexity: The role of lateral and mean pollution fluxes. Building and Environment. 2018, 138(6), 221–234. ISSN 0360–1323. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.04.036.
RESLER, Jaroslav – KRČ, Pavel – BELDA, Michal – JURUŠ, Pavel – BENEŠOVÁ, Nina – LOPATA, Jan – VLČEK, Ondřej – DAMAŠKOVÁ, Daša – EBEN, Kryštof – DERBEK, Přemysl – MARONGA, Björn – KANANI-SÜHRING, Farah. PALM-USM v1.0: A new urban surface model integrated into the PALM large-eddy simulation model. Geoscientific Model Development. 2017, 10(10), 3635–3659. ISSN 1991–959X. https://doi.org/10.5194/gmd-10-3635-2017.
FUKA, Vladimír. PoisFFT – A free parallel fast Poisson solver. Applied Mathematics and Computation. 2015, 267(September), 356–364. ISSN 0096–3003. https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.03.011.
FUKA, Vladimír – BRECHLER, Josef. Large Eddy Simulation of Pollution Dispersion From Highways With Noise Barriers. In: JOSE, R. S. – PEREZ, J. L.. Proceedings of the 15th International Conference on Harmonisation within Atmospheric Dispersion Modelling for Regulatory Purposes. 1st ed.Madrid: Environmental Software and Modelling Group Computer Science School, Technical University of Madrid (UPM), 2013.
FUKA, Vladimír – BRECHLER, Josef. Large Eddy Simulation of Coherent Structures in Street Canyons. In: STEYN, Douw G. – BUILTJES, Peter J. H. – TIMMERMANS, Renske M. A.. Air Pollution Modelling and Its Application. 1st ed.Dordrecht: Springer, 2013, s. 709–715. ISBN 978–94–007–5576–5. ISSN 1874–6519. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5577-2_120.
FUKA, Vladimír – BRECHLER, Josef. Large Eddy Simulation of stratified flows over structures. In: DANČOVÁ, Petra – NOVOTNÝ, Petr. EFM12 – EXPERIMENTAL FLUID MECHANICS 2012. 1st ed.CEDEX A: E D P SCIENCES, 2013, ISBN 978–80–7372–912–7. ISSN 2100–014X. https://doi.org/10.1051/epjconf/20134501031.
FUKA, Vladimír – BRECHLER, Josef. Dispersion and Deposition of Radioactive Particulate Matter from an Explosion. In: STEYN, Douw G. – TRINI CASTELLI, Silvia. Air Pollution Modeling and its Application XXI. 1st ed.Dordrecht: Springer Science, 2012, NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security, 2012, Volume 4, s. 137–141. ISBN 978–94–007–1358–1. ISSN 1874–6519. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1359-8_24.
FUKA, Vladimír – BRECHLER, Josef. Large Eddy Simulation of the Stable Boundary Layer. In: FOŘT, Jaroslav – FÜRST, Jiří – HALAMA, Jan – HERBIN, Raphaele – HUBERT, Florence. Finite Volumes for Complex Applications VI Problems & Perspectives. 1st ed.Berlin: Springer Verlag, 2011, s. 485–493. ISBN 978–3–642–20670–2. ISSN 2190–5614. https://doi.org/10.1007/978-3-642-20671-9_5.
FUKA, Vladimír – BRECHLER, Josef – JIRK, Aleš. Modelling of Stratified and Turbulent Flow. In: MIHAILOVIC, Dragutin – GUALTIERI, Carlo. Advances in Environmental Fluid Mechanics. 1st ed. London: World Scientific Publishing Company, 2010, s. 67–86. ISBN 981–4291–99–4.
FUKA, Vladimír – BRECHLER, Josef. Dispersion of radioactive aerosol past obstacles. In: ALBERGEL, Armand. HARMO13. 1st ed.Paris: ARIA Technologies, 2010, s. 807–810. ISBN 2–86815–062–4.