WRF-Chem 모델과 결합된 CFD 모델을 활용한 도시 지역의 일산화탄소 확산 연구

권아름,박수진,강건,김재진 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.5

본 연구에서는 CFD 모델을 WRF-Chem 모델과 결합(WRF-CFD 모델)하였고, 서울 영등포구에 소재한건물 밀집 지역에서 흐름과 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 분포 특성을 조사하였다. 이를 위하여, 자동기상관측소에서 측정한 풍속, 풍향과 도시대기측정소에서 측정한 CO 농도를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. AWS 510 지점에서는 남풍과 남서풍 계열 바람이 측정되었고, 야간 시간 보다는 주간 시간에 높은 풍속이 측정되었다. WRF-Chem 모델은 주로 동남동풍에서 서남서풍 계열의 바람을 수치 모의하였고, 측정 풍속을과대 모의하였다. WRF-CFD 모델이 수치 모의한 풍향은 WRF-Chem 모델 풍향에 대한 의존도가 높았고, 측정풍속을 상대적으로 잘 수치 모의하였다. 통계적 검증 지수에 대한 목표 값과 추천 범위를 고려하였을 때, WRFCFD 모델이 WRF-Chem 모델에 비해 측정 풍속을 통계적으로 더 현실적으로 수치 모의하였다. WRF-Chem 모델은 측정 CO 농도를 크게 과소 모의하였고, WRF-CFD 모델은 CO 농도 예측을 개선하였다. 통계적 검증 결과를 종합한 결과, WRF-CFD 모델은 도시 지역에 복잡하게 분포한 건물과 이동 오염원을 고려함으로써 CO 농도예측 성능을 개선하였다. 5월 22일 04시에는 AQMS가 위치한 지역에는 하강류가 존재하고, 상층으로부터 비교적 낮은 농도의 CO가 유입되면서 주변 지역에 비해 낮은 농도가 수치 모의되었다. 5월 22일 15시에는 AQMS 측정 지점에 약한 상승류가 형성되었고, 이에 따라 주변보다 다소 높은 CO 농도가 나타났다. WRF-CFD 모델은 상승류에 의해 도로의 이동 오염원으로부터 배출된 CO를 AQMS 측정 고도까지 수송하여, 결과적으로, 측정 CO 농도를 잘 재현한 것으로 판단된다. 5월 22일 18시 사례는 CO 배출량 증가, 상승류 발생 지역 증가, 풍속증가로 인한 지면 근처의 난류운동에너지 생성 증가에 따른 난류 확산 증가 등으로 인해 전체적으로 높은 CO 농도가 수치 모의되었다. AQMS 지점에서는 하강류가 수치 모의되었지만, 풍상측에 형성된 고농도의 CO 밴드로 인해WRF-CFD 모델은 측정 CO 농도를 과대 모의하였다. We coupled a CFD model to the WRF-Chem model (WRF-CFD model) and investigated the characteristics of flows and carbon monoxide (CO) distributions in a building-congested district. We validated the simulated results against the measured wind speeds, wind directions, and CO concentrations. The WRF-Chem model simulated the winds from southwesterly to southeasterly, overestimating the measured wind speeds. The statistical validation showed that the WRF-CFD model simulated the measured wind speeds more realistically than the WRF-Chem model. The WRF-Chem model significantly underestimated the measured CO concentrations, and the WRF-CFD model improved the CO concentration prediction. Based on the statistical validation results, the WRF-CFD model improved the performance in predicting the CO concentrations by taking complicatedly distributed buildings and mobiles sources of CO into account. At 04 KST on May 22, there was a downdraft around the AQMS, and airflow with a relatively low CO concentration was advected from the upper layer. Resultantly, the CO concentration was lower at the AQMS than the surrounding area. At 15 KST on May 22, there was an updraft around the AQMS. This resulted in a slightly higher CO concentration than the surroundings. The WRF-CFD model transported CO emitted from the mobile sources to the AQMS measurement altitude, well reproducing the measured CO concentration. At 18 KST on May 22, the WRF-CFD model simulated high CO concentrations because of high CO emission, broad updraft area, and an increase in turbulent diffusion cause by wind-shear increase near the ground.

CFD 모델을 이용한 수중방류 온배수의 근역 동수역학 해석

황인태(Hwang, In-Tae),김덕호(Kim, Deok-Ho) 한국해안해양공학회 2011 한국해안해양공학회 논문집 Vol.23 No.6

온배수의 수중 방류 시 강한 방류 모멘텀 플럭스와 부력 플럭스에 의해 수중제트 인근에는 부력제트가 지배적인 근역이 형성되며, 이러한 근역을 해석하는 도구로써 비정수압 RANS 방정식을 적용한 전산유체역학(CFD) 모델을 이용하여 근역에 대한 적용성을 검토해 보았다. 과거 연구된 바 있는 원형 부력제트 수리실험과 유사한 조건으로 모델을 구성하고 정류시의 수평 부력 제트 경우와 가로흐름시 수직 부력 제트 경우에 대해 수치 실험을 수행하였다. CFD 수치실험의 결과는 수리실험 및 해석해 모델(CorJET)의 결과와 무차원화한 중심 궤적 및 희석율에 대해 비교 검증하였는데, 실제 수리실험의 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. CFD 모델은 현재 근역 해석해 모델과 광역 준3차원 해수유동 모델이 가지고 있는 한계를 모두 보완할 수 있어 수중방류 온배수 영향해석에 적합한 모델이며, 본 연구를 통해 근역해석의 적합성을 확인하였으므로 향후 계산효율이 확보된다면 수중방류 온배수의 이동 및 확산 해석 도구로써 널리 활용될 것으로 기대된다. The buoyancy and initial momentum fluxes make near-field dominated by buoyant jet when thermal discharge releases underwater. In order to estimate prediction capabilities of those near-field phenomena, non-hydrostatic RANS applied CFD(Computational Fluid Dynamic) model was used. Condition of model was composed based on past laboratory experiments. Numerical simulations carried out for the horizontal buoyant jet in the stagnant flow and vertical buoyant jet into crossflow. The results of simulation are compared with the terms of trajectory and dilution rate of laboratory experiments and analytic model(CorJET) results. CFD model showed a good agreement with them. CFD model can be appropriate for assessment of submerged thermal discharge effect because CFD model can resolve the limitations of near-field analytic model and far-field quasi 3D hydrodynamic model. The accuracy and capability of the CFD model is reviewed in this study. If the computational efficiency get improved, CFD model can be widely applied for simulation of transport and diffusion of submerged thermal discharge.

전산 유체 역학 모델을 이용한 도시지역 흐름 및 열 환경 수치모의 검증

김도형,김근회,변재영,김백조,김재진 한국지구과학회 2017 한국지구과학회지 Vol.38 No.7

The purpose of this study is to verify urban flow and thermal environment by using the simulated Computational Fluid Dynamics (CFD) model in the area of Gangnam Seonjeongneung, and then to compare the CFD model simulation results with that of Seonjeongneung-monitoring networks observation data. The CFD model is developed through the collaborative research project between National Institute of Meteorological Sciences and Seoul National University (CFD_NIMR_SNU). The CFD_NIMR_SNU model is simulated using Korea Meteorological Administration (KMA) Local Data Assimilation Prediction System (LDAPS) wind and potential temperature as initial and boundary conditions from August 4-6, 2015, and that is improved to consider vegetation effect and surface temperature. It is noticed that the Root Mean Square Error (RMSE) of wind speed decreases from 1.06 to 0.62 m s−1 by vegetation effect over the Seonjeongneung area. Although the wind speed is overestimated, RMSE of wind speed decreased in the CFD_NIMR_SNU than LDAPS. The temperature forecast tends to underestimate in the LDAPS, while it is improved by CFD_NIMR_SNU. This study shows that the CFD model can provide detailed and accurate thermal and urban area flow information over the complex urban region. It will contribute to analyze urban environment and planning. 이 연구의 목적은 강남 선정릉지역에서 전산유체역학모델(CFD)을 사용하여 도시지역의 흐름 및 열 환경 모의를검증하는 것이고, CFD 모델의 모의결과와 선정릉 지역의 관측 자료와 비교하는 것이다. CFD 모델은 국립기상과학원과서울대가 공동으로 연구 개발된 모델이다. CFD_NIMR_SNU 모델은 기상청 현업 모델인 국지예보모델(LDAPS)의 바람성분과 온도성분을 초기 및 경계조건으로 적용되었고 수목효과와 지표 온도를 고려하여 2015년 8월 4일에서 6일까지강남 선정릉 지역을 대상으로 수치실험을 진행하였다. 선정릉지역에서 수목효과 적용 전후의 풍속을 비교하였을 때 평균 제곱근 오차(RMSE)는 각각 1.06, 0.62 m s−1로 나타났고 수목효과 적용으로 풍속 모의정확도가 향상되었다. 기온은 LDAPS 과소 모의하는 경향을 나타내고 CFD_NIMR_SNU 모델에 의해 향상된 것을 확인하였다. CFD_NIMR_SNU 모델을 이용하여 복잡한 도시지역의 흐름과 열 환경을 자세하고 정밀한 분석이 가능하며, 도시 환경 및 계획에 대한 정보를 제공 할 수 있을 것이다.

다중규모 모델을 이용한 도시 지역 흐름과 초미세먼지(PM_2.5) 분포 특성 연구: Part I - 상세 흐름 분석

박수진 ( Soo-jin Park ),최원식 ( Wonsik Choi ),김재진 ( Jae-jin Kim ) 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.6

본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름을 조사하였다. 도시 지역 기상에 대한 보다 현실적인 수치 모의를 위해 기상청이 현업으로 운용하는 LDAPS 결과로부터 기상 요소(풍향, 풍속, 온위)를 추출하여 CFD 모델의 초기·경계장으로 사용하였다. LDAPS로부터 추출한 기상 요소(U, V)는 공간 선형 보간법을 이용하여 CFD 모델의 수평·연직 격자에 맞게 내삽하였고, 공간 선형 보간법을 이용해 내삽한 온위는 CFD 모델의 각 격자점에서 온도로 변환된다. 본 연구에서는 건물 옥상에서 측정한 3차원 초음파 풍향·풍속계에서 측정한 풍속과 풍향을 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. 대상 기간(2020년 6월 22일) 동안 측정 지점(PKNU-SONIC)에서는 바람이 약하게 나타났고, 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불었으며, 주간에는 주로 남동풍이 불었다. LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 풍향과 풍속을 유사하게 수치 모의하였다. 07시에는 동북동쪽에서 유입되는 흐름이 지형과 건물에 의해 변화하였고, PKNU-SONIC 지점에서 수치 모의된 풍향(동남동풍)은 측정 풍향과 유사하다. 19시에는 남동쪽에서 유입되는 흐름이 PKNU-SONIC 지점까지 유입되어 측정 풍향과 유사하게 모의하였다. To investigate the characteristics of detailed flows in a building-congested district, we coupled a computation fluid dynamics (CFD) model to the local data assimilation and prediction system (LDAPS), a current operational numerical weather prediction model of the Korea Meteorological Administration. For realistic numerical simulations, we used the meteorological variables such as wind speeds and directions and potential temperatures predicted by LDAPS as the initial and boundary conditions of the CFD model. We trilinearly interpolated the horizontal wind components of LDAPS to provide the initial and boudnary wind velocities to the CFD model. The trilinearly interpolated potential temperatures of LDAPS is converted to temperatures at each grid point of the CFD model. We linearly interpolated the horizontal wind components of LDAPS to provide the initial and boundary wind velocities to the CFD model. The linearly interpolated potential temperatures of LDAPS are converted to temperatures at each grid point of the CFD model. We validated the simulated wind speeds and directions against those measured at the PKNU-SONIC station. The LDAPS-CFD model reproduced similar wind directions and wind speeds measured at the PKNU-SONIC station. At 07 LST on 22 June 2020, the inflow was east-north-easterly. Flow distortion by buildings resulted in the east-south-easterly at the PKNU-SONIC station, which was the similar wind direction to the measured one. At 19 LST when the inflow was southeasterly, the LDAPS-CFD model simulated southeasterly (similar to the measured wind direction) at the PKNU-SONIC station.

3D City모델과 CFD 모델을 통합한 대기환경 시각화 연구

안승만(An, Seung Man),이호영(Lee, Ho Yeong),성효현(Sung, Hyo Hyun),최영진(Choi, Yeong Jin),우정헌(Woo, Jung Hun) 대한공간정보학회 2011 대한공간정보학회지 Vol.19 No.4

3D City 모델로부터 CFD 모델 입력자료를 생성하여 모델링 품질을 향상시키고 CFD 모델링 결과를 3D 모델과 통합하여 사실적이고 쉽게 인지할 수 있는 시각화 방법에 대하여 연구하였다. 국토지리정보원에서 구축한 3D City 모델을 이용해 세밀도와 정확도가 향상된 CFD 모델 입력자료를 생산하여 적용함으로써 상세한 도시공간구조를 반영하는 향상된 CFD 모델을 생산하였다. CFD_NIMR_SNU 모델로부터 바람의 흐름과 오염물질 확산을 시뮬레이션 하였으며 3D City Model과 CFD 모델을 통합하여 동적으로 시각화 하였다. 본 대기환경 시각화 도구는 도시기후 계획 및 관리에 있어 의사결정을 위한 시각적 소통능력을 향상시켜 비용과 시간을 최소화할 것이다. The purpose of this study is enhancing CFD model by applying detailed and accurate CFD input data produced from 3D City model and integrating CFD model with 3D city model with OpenGL, 3D city aerodynamic simulation, and visualization tool. CFD_NIMR_SNU model developed by NIMR and SNU and 3D City model produced by NGII were used as input data. Wind flow and pollution diffusion simulator and viewer were developed in this study. Atmospheric environment simulation and visualization tool will save time and cost for urban climate planning and management by enhancing visual communication.

CFD모델과 풍동실험을 이용한 복잡지형에서의 기류해석

문기영,김석철,신구용,조경학,윤정임,황규석,길용식 한국풍공학회 2009 한국풍공학회지 Vol.13 No.3

Winds over a complex terrain were analyzed using wind tunnel and several computational fluid dynamics (CFD) models. A mountain area adjacent to a shoreline was chosen in a Southern Korea Peninsula for study. Two different CFD models were used for simulating flows: one is an FVM code with Virtual Boundary Method(VBM) using LES for sub-grid turbulence, and the other is a commercial package implemented with 4 different RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Equations) turbulence models. The CFD simulations were compared with wind tunnel data at several locations where wind speeds were greatly enhanced or reduced due to the surrounding topographic features. The agreement between the CFD simulations and the wind tunnel experiments were good, the correlation coefficients ranging 0.890 ~ 0.965. The FVM code was excellent of which correlation coefficient was 0.965. 자연지형에 의한 기류 변화를 CFD 모델과 풍동실험을 통하여 비교 연구하였다. 해안에 인접한 남부 산악지형을 대상으로 풍동실험과 몇 종류의 CFD 모델 시뮬레이션을 수행하였다. 사용한 CFD 모델은 2 가지로, 하나는 LES 난류모델을 사용하는 가상경계기법을 활용한 유한체적법(Finite Volume Method, FVM) 코드와 또 하나는 4 가지 RANS 난류모델이 선택사양으로 제공되는 상업용 CFD 모델이다. 지형에 의해 풍속이 증가되는 지점과 감소되는 지점에서 수직풍속분포를 직접 비교하고 상관도를 구하였다. CFD 모델과 풍동실험과의 상관도()는 0.890 ~ 0.965로 매우 높게 나타났으며, CFD 모델 중 VBM LES CFD 모델은 상관도 0.965로 나타나 풍동실험을 가장 잘 모사하는 것으로 분석되었다.

CFD 모델을 이용한 단순 스프링클러 헤드 주위의 액막 유동해석

김성찬 한국화재소방학회 2016 한국화재소방학회논문지 Vol.30 No.6

The present study examined the free surface flow of a liquid sheet near a sprinkler head using a Computational FluidDynamics (CFD) model and considered the feasibility of the empirical model for predicting the initial spray characteristicsof the sprinkler head through a comparison of the CFD results. The CFD calculation for a simplified sprinkler geometryconsidering the nozzle and deflector were performed using the commercially available CFD package, CFX 14.0 withthe standard k-ε turbulence model and theVolume of Fluid (VOF) method. The predicted velocity of the empirical modelat the edge of deflector were in good agreement with that of the CFD model for the flat plate region but there was a certaindiscrepancy between the two models for the complex geometry region. The mean droplet diameter predicted by theempirical model differed significantly from the measured value of the real sprinkler head. On the other hand, the empiricalmodel can be used to understand the mechanism of droplet formation near the sprinkler head and predict the initialspray characteristics for cases without experimental data. 본 연구는 스프링클러 헤드 근처에서 형성되는 액막의 자유표면 유동에 대해 CFD 모델을 적용하여 해석하고 스프링클러의 초기분무 특성 예측을 위한 기존 이론식의 결과와 비교를 통해 이론 모델의 타당성을 검토하였다. CFD해석은상용 해석프로그램인 CFX 14.0을 이용하였으며 노즐과 디플렉터로 이루어진 단순형상에 대해 표준난류모델과 VOF법을 적용하여 해석을 수행하였다. 평판부의 디플렉터 끝단에서 속도분포는 CFD 해석과 경험식이 매우 잘 일치된 결과를보였으나 기하학적 형상이 복잡한 부분에서는 속도분포의 차이를 보였다. 이론모델에서 예측된 평균액적크기는 실제 스프링클러 헤드에서 측정된 평균액적크기에 대한 이전 연구결과와 큰 차이를 보였다. 그러나 이론 모델은 스프링클러 헤드의 초기 액적형성과정의 메커니즘을 이해하고 실험적 접근이 용이하지 않은 상황에서 분무 액적의 특성을 예측하는데유동한 도구로 활용될 수 있다.

항공 LiDAR 데이터를 활용한 CFD 모델 입력자료 품질 향상에 대한 기초연구

박명하,안승만,최윤수,정인훈,전병국 대한공간정보학회 2012 Spatial Information Research Vol.20 No.1

The recent development of CFD techniques are being involved with Environmental Impact Assessment and Environmental DesignroThey are being applied to the Site Planning and Engineering Design works as a new trendroHowever, CFD laboratory works are not extended to the field works in Industrial Project due to inaccuracy of the data input process that is cause by absence of regional height informationsroHence, in this study, we promote to build a new initial input data processing steps and algorithms for CFD Model generation. ENVI-met model is very popular, efficient, and freely downloadable CFD model. Light Detection And Ranging (LiDAR) are well known state of art technology and dataset proving a reliable accuracy for CFD. We use LiDAR data as a input source for CFD input producing process and algorithm development and evaluation. CFD initial input data generation process and results derived from am development and set is very useful and efficient for rapid CFD input data producing and maklomore reliable CFD Model forec st for atmospheric and climatic analysis for planning and design engineering industry. 최근 CFD 기술 발전과 보편화를 통해 소규모 지역에서의 수치기상모의 영향평가와 설계반영 기법이 단지계획과 엔지니어링 설계에 반영되는 추세이지만 수치지도에서의 건물이나 지물 높이정보 부재와 그에 따른 입력방법의 부정확성 등으로 인해 수치기상모의 결과의 신뢰성이 저하되어, 산업 현장에서 실험적 연구로만 진행될 뿐 일반 업무로는 확대되고 있지 않는 실정이다. 따라서 본 연구는 현재 대도시를 중심으로 구축되고 있는 항공 LiDAR 기술을 통해 수집된 데이터들로부터 수치기상모의에 필요한 기본 입력 자료를 자동 추출 및 구축하여 수치기상모의에 활용하고자 기존의 수치지도 및 현장조사 자료를 기반으로 하는 수치모의와 비교한 결과, 모의 범위 및 해상도가 증가할수록 초기입력자료(.in)의 생상효율성이 증가하였으며, 자료의 품질 및 해상도 또한 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 향후, 도시 재개발로 인해 발생하는 입체적인 도시의 물리적 구조 변화를 항공 LiDAR 데이터를 이용함으로써 환경변화예측을 위한 수치모의에 빠르게 이용할 수 있을 것이다.

Performance Estimation Model of a Torque Converter Part I: Correlation between the Internal Flow Field and Energy Loss Coefficient

김범수,임원식,차석원,하승범 한국자동차공학회 2008 International journal of automotive technology Vol.9 No.2

The objective of this paper is to improve the performance estimation model of the internal flow field of a torque converter. Compared with performance experiment results, the converter based on the one-dimensional model does not satisfy the performance requirements demanded in practice. Therefore, we need to develop more predictable and reliable performance estimation models. In order to obtain shape information on three-dimensional blade geometry, a process of reverse engineering conducts a torque converter assembly, impeller, turbine and stator. In addition, a CFD simulation including mesh generation and post-processing was carried out to extract equivalent parameters from the internal flow field. The internal flow field can be explained by analyze the correlation between a performance estimation model and CFD analysis. The equivalent performance model adopts the variation of energy loss coefficients for a given operating condition according to the application of a changing energy loss coefficient by the least mean squares method. The estimated equivalent model improves the agreement in performance between experiments and the theoretical model. This model can reduce the error to within about 3 percent. Furthermore, this procedure for predicted performance achieves eminence in the estimation of the capacity factor. The objective of this paper is to improve the performance estimation model of the internal flow field of a torque converter. Compared with performance experiment results, the converter based on the one-dimensional model does not satisfy the performance requirements demanded in practice. Therefore, we need to develop more predictable and reliable performance estimation models. In order to obtain shape information on three-dimensional blade geometry, a process of reverse engineering conducts a torque converter assembly, impeller, turbine and stator. In addition, a CFD simulation including mesh generation and post-processing was carried out to extract equivalent parameters from the internal flow field. The internal flow field can be explained by analyze the correlation between a performance estimation model and CFD analysis. The equivalent performance model adopts the variation of energy loss coefficients for a given operating condition according to the application of a changing energy loss coefficient by the least mean squares method. The estimated equivalent model improves the agreement in performance between experiments and the theoretical model. This model can reduce the error to within about 3 percent. Furthermore, this procedure for predicted performance achieves eminence in the estimation of the capacity factor.

Urban air quality simulation in a high-rise building area using a CFD model coupled with mesoscale meteorological and chemistry-transport models

Kwak, Kyung-Hwan,Baik, Jong-Jin,Ryu, Young-Hee,Lee, Sang-Hyun Elsevier 2015 Atmospheric environment Vol.100 No.-

<P><B>Abstract</B></P> <P>An integrated urban air quality modeling system is established by coupling a computational fluid dynamics (CFD) model with mesoscale meteorological and chemistry-transport models. The mesoscale models used are the weather research and forecasting (WRF) model and the community multiscale air quality (CMAQ) model, which provide the initial and time-dependent boundary conditions for the CFD model. For the consistency of chemical processes in the CFD and CMAQ models, the same chemical mechanism used in the CMAQ model is implemented in the CFD model. Urban air quality simulations are performed from 0900 to 1800 LT on 3 June 2010 in a high-rise building area of Seoul, Republic of Korea, where mobile emission sources are concentrated. The NO<SUB>2</SUB> and O<SUB>3</SUB> concentrations in the CFD simulation are evaluated with data measured at a roadside air quality monitoring station, showing better agreements than those in the CMAQ simulation. The NO<SUB>2</SUB> and O<SUB>3</SUB> concentration fields exhibit high spatial variabilities in the high-rise building area. The spatial variabilities near the surfaces are strongly associated with the heterogeneity of mobile emission on roads, whereas the spatial variabilities near the top of high-rise buildings are strongly associated with the heterogeneity of building geometry. The average NO<SUB>2</SUB> and O<SUB>3</SUB> concentrations (46 and 30 ppb, respectively, at <I>z</I> = 30 m) near the surfaces are considerably different from the NO<SUB>2</SUB> and O<SUB>3</SUB> concentrations in the CMAQ simulation (17 and 44 ppb, respectively, at <I>z</I> = 30 m), implying the insufficient urban surface representation in the CMAQ simulation. The heterogeneity of building geometry is found to enhance the vertical pollutant transport, whereas the heterogeneity of mobile emission is found to confine emitted pollutants near the surfaces. When the vertical mixing is efficient, the O<SUB>3</SUB> concentration decreases in substantial vertical ranges with the same amount of NO<SUB> <I>x</I> </SUB> emission. The integrated urban air quality modeling system realistically simulates the spatial variabilities associated with the local influences of building geometry and mobile emission. This is a promising modeling approach that accounts for multiscale influences on urban air quality.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> An integrated urban air quality modeling system is developed based on a CFD model. </LI> <LI> The WRF and CMAQ models provide time-dependent boundary conditions of the CFD model. </LI> <LI> Simulation results show good agreements with the measurement at an on-road site. </LI> <LI> NO<SUB>2</SUB> and O<SUB>3</SUB> dispersion in a high-rise building area is realistically simulated. </LI> <LI> Spatial variability of air quality is associated with buildings and mobile emission. </LI> </UL> </P>