Beberapa faktor penyebab panas kota dan para peneliti menywbutkan bahwa agen seperti pakaian kita menyumbang energi. Tempat berteduh biasanya di bawah pohon rindang karena daun-daun mengurai suhu panas.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
mmINDUSTI.co.id – Fraunhofer (sumber): Apa saja faktor penyebab panas di kota? Parameterisasi turbulensi tipe Navier Stokes (RANS) rata-rata dinamai Reynolds. Sebagai alternatif dari mode LES (contoh model) yang mengatasi turbulensi, dan PALM-4U menawarkan parameterisasi turbulensi tipe RANS.
Secara lebih rinci, apa yang disebut TKE-ε−parameterisasi (Kato dan Launder, 1993; Lopez et al., 2005) diimplementasikan berdasarkan pada dua persamaan prognostik untuk turbulence kinetic energy (TKE) atau energi kinetik turbulensi dan laju disipasinya ε.
Nesting dan coupling ke model berskala besar
Model PALM/PALM-4U memiliki antarmuka yang memungkinkan penggunaan keluaran model dari model berskala lebih besar sebagai kondisi pembatas.
Paket perangkat lunak tambahan INIFOR dan PALM dikirimkan bersamaan agar memungkinkan untuk memproses output data dari COSMO (dukungan untuk rangkaian model ICON akan ditambahkan kemudian) dan menyediakan input data yang sesuai untuk PALM-4U.
Data yang diproses kemudian dapat digunakan dalam PALM-4U baik sebagai kondisi batas Dirichlet (dalam mode RANS, default) atau sebagai istilah kecenderungan tambahan dalam persamaan prognostik masing-masing (mode LES dengan kondisi batas siklik).
Selain itu, self-nesting PALM-4U direalisasikan agar memungkinkan untuk menggunakan model dengan alat lensa kaca pembesar. Adaptasi coupler model yang sudah diimplementasikan untuk penyatuan RANS-RANS saat ini sedang berlangsung.
Selain itu, untuk menggunakan data model COSMO dengan kondisi batas Dirichlet bersama dengan mode LES, data COSMO akan segera dapat dimasukkan ke PALM-4U dalam mode RANS, dan menumpuk domain LES di dalamnya.
Representasi permukaan tanah
Untuk permukaan yang alami dan beraspal di lingkungan perkotaan, PALM-4U menggunakan model permukaan tanah PALM.
Skema ini terdiri dari pemecah keseimbangan energi untuk semua jenis permukaan yang berbeda serta model tanah multi-lapisan untuk memperhitungkan difusi vertikal perpindahan panas dan air di dalam tanah.
Untuk permukaan bervegetasi alami, pemecah keseimbangan energi akan menggunakan konsep lapisan kulit yang tidak memiliki kapasitas panas tetapi mempertimbangkan efek isolasi tanaman.
Dengan tidak adanya vegetasi, tidak ada pendekatan lapisan kulit yang digunakan dan suhu permukaan diambil sama dengan lapisan tanah, trotoar, atau dinding terluar.
Vegetasi dapat didefinisikan sebagai skala sub-grid (misalnya rumput pendek) dan kemudian diperlakukan murni dalam skema permukaan tanah.
Untuk vegetasi tinggi (misalnya pohon), PALM-4U menawarkan model kanopi 3D yang didasarkan pada pendekatan gaya hambat dan distribusi kerapatan area daun.
Model kanopi dengan demikian sepenuhnya digabungkan dengan model tanah dan pemecah keseimbangan energi untuk suhu daun diselesaikan di semua volume jaringan dengan kerapatan luas daun. Transpirasi eksplisit dari elemen kanopi 3D juga akan terwujud.
Representasi permukaan perkotaan
Untuk elemen permukaan perkotaan (yaitu fasad bangunan dan atapnya), versi adaptasi dari skema permukaan tanah dikembangkan.
Ini terdiri dari pemecah keseimbangan energi untuk Chen dan Ng, 2011; Gross, 2015, untuk bacaan lebih lanjut).
Setiap agen dapat memiliki karakteristik individu (usia, pemakaian, kecepatan, titik awal, target, dan lain-lain) sehingga kelompok populasi tipikal dapat direpresentasikan dan dirilis secara statistik dalam model.
Setiap agen dapat bergerak sesuai dengan algoritma pencarian jalur yang memperhitungkan tidak hanya karakteristik agen, tetapi juga kondisi atmosfer di sekitarnya, seperti area matahari/teduh, mencari kompromi optimal antara jalur tercepat dan ternyaman.
Algoritme pencarian jalur akan didasarkan pada skema medan potensial di mana arah gerakan ditentukan dari jumlah gaya yang bekerja pada agen.
Potensi itu sendiri dapat dianggap sebagai hasil dari gaya terhadap daerah sasaran dan gaya tambahan karena medan miring, daerah terlarang (bangunan), tempat teduh dan tidak teduh atau pendudukan daerah oleh agen lain.
Sistem multi-agen cocok tidak hanya untuk mengevaluasi indeks kenyamanan biometeorologis dan relevansi pendekatan Eulerian konvensional, tetapi juga untuk menyelidiki rute pelarian jika terjadi kecelakaan, yang mungkin terkait dengan pelepasan zat berbahaya dan beracun.
Biometeorologi manusia
Evaluasi kenyamanan/tekanan termal dan angin manusia serta paparan radiasi ultra violet (UV) diperlakukan dengan cara Eulerian klasik, tetapi juga dalam sistem multi-agen Lagrangian.
Indeks termal biometeorologi standar seperti Physiologically Equivalent Temperature (PET), Perceived Temperature (PT), dan Universal Thermal Climate Index (UTCI) serta kenyamanan angin dihitung secara luas secara langsung dengan menggunakan modul biometeorologi yang terdapat di PALM-4U dalam output data.
Modul ini didasarkan pada model RayMan yang ada (Matzarakis et al., 2010) dan Sky-Helios (Matzarakis dan Matuschek, 2011). Selain itu, versi Lagrangian diterapkan dalam pengertian bahwa kenyamanan termal dan angin diperkirakan untuk agen yang dilepaskan di lingkungan perkotaan.
Akan tetapi, karena indeks biometeorologi yang ditetapkan hanya ditentukan untuk keadaan meteorologi stasioner, adaptasi dan kemungkinan redefinisi indeks ini diperlukan karena pergerakan agen tidak lagi memberikan kondisi atmosfer stasioner.
Modul aktinik terutama akan berurusan dengan paparan UV agen saat mereka bergerak melalui domain model.
Ini diwujudkan dengan menghitung paparan UV tertimbang secara biologis setelah Seckmeyer et al. (2013), dengan mempertimbangkan tidak hanya geometri manusia yang kompleks, tetapi juga termasuk berbagai kondisi pakaian (yang ditetapkan sebagai atribut untuk masing-masing agen) dan naungan bangunan.
Sementara metode ini memberikan paparan terakumulasi dari individu-individu terpilih, pendekatan yang lebih umum juga digunakan untuk mendapatkan peta luas area (pendekatan Euler), yang tingkat paparannya dihitung berdasarkan geometri dan pakaian khas manusia yang diidealkan.
Modul biometeorologi tidak hanya memungkinkan untuk secara otomatis mendapatkan parameter yang relevan untuk stres/kenyamanan. Indeks dan parameter yang dihitung juga dapat dimasukkan ke dalam algoritma pencarian jalur dari sistem multi-agen.
Misalnya, paparan sinar UV (ultra violet) yang berlebihan di musim panas dapat menyebabkan gaya terhadap area permukaan yang dinaungi oleh bangunan dan vegetasi sehingga menguntungkan.
Dengan cara ini, para agen dapat menyesuaikan jalan mereka melalui daerah perkotaan dengan kenyamanan yang lebih baik.
Antarmuka pengguna grafis
Antarmuka pengguna grafis akan terus dikembangkan lebih lanjut dan tidak akan tersedia untuk masyarakat umum sampai pemberitahuan lebih lanjut!
Model meteorologi yang kompleks seperti PALM (dan dengan demikian PALM-4U) biasanya memerlukan pengetahuan mendasar tentang kerangka fisik yang diimplementasikan dalam model, dan implementasi teknis-numerik.
Pengalaman yang luas merupakan prasyarat penting untuk keberhasilan penerapan model tersebut. PALM-4U, bagaimanapun, akan cocok tidak hanya untuk ilmuwan yang memiliki latar belakang yang kuat dalam meteorologi lapisan batas.
Akan tetapi, juga untuk staf perusahaan layanan iklim; dan bahkan untuk staf administrasi dengan pelatihan yang sesuai. Untuk mencapai hal ini, baik pembuatan model setup maupun model steering membutuhkan penyederhanaan yang substansial.
Selain itu, penanganan dan penyimpanan data serta visualisasi keluaran model jelas merupakan tugas penting dalam konteks ini. Oleh karena itu, antarmuka pengguna grafis yang mudah digunakan dan segerakan dikembangkan oleh peneliti melalui proyek MOSAIK-2.
Baca: Pengelola Mengetahui Dampak Konstruksi, Menghitung Kecepatan Angin
Kekuatan Kolaborasi dan Sinergi Inovasi, Meningkatkan Kinerja Industri 