Vergleich zweier numerischer Verfahren zur Impulsadvektion in einem dreidimensionalen mikroskaligen Strömungsmodell

Zwei numerische Verfahren, das Upstream- und das MacCormack-Verfahren, werden im Hinblick auf ihre Eigenschaften bei der Lösung unterschiedlicher Advektionsprobleme verglichen. Das Letzere, welches eine Genauigkeit zweiter Ordnung liefert, wird in den Impulsadvektionsteil des numerischen Strömungsmodells MISKAM implementiert und anhand von Sensitivitätsstudien mit dem Upstream-Verfahren verglichen. Anschließend findet eine Modellevaluierung mit Hilfe von Datensätzen, welche am Hamburger Grenzschichtwindkanal erzeugt wurden, statt. Das Verfahren zeigt bei stabiler thermischer Modellschichtung signifikant veränderte Ergebnisse, deutlich zeigt sich die verringerte numerische Diffusion, vor allem im Bereich von Ecken und Kanten eines Hindernisses.Two numerical schemes are compared concerning their numerical abilities when solving different advection problems. MacCormack\''s scheme which is of second order accuracy is implemented in the numerical flow model MISKAM in order to calculate the advection of momentum. It is compared to the upstream scheme with the help of sensitivity studies and with a model evaluation using wind tunnel data from the University of Hamburg. The scheme shows for stable thermical stratification significant differences near the edges of obstacles that result mainly from the reduced numerical diffusion which was the major problem when using the upstream scheme