风能可用作清洁、未受污染且取之不尽的可再生能源。这些特性帮助风能技术成为社会可持续发展的关键贡献者，鉴于我们城市的规模和人口不断增加，这是必要的。这些城市环境当然可以从风能战略的实施中受益，并且近年来引起了显着的关注。对于她的博士学位 研究中，Yu-Hsuan Juan 调查了如何在紧凑的城市环境中提高城市风能潜力。她的研究表明，高层建筑的适当设计可以为城市风能带来令人兴奋的新可能性。

在紧凑的城市环境中风能技术的三个潜在位置。图片来源：Yu-Hsuan Juan

限制城市扩张并同时实现更可持续的城市发展的一种方法是采用紧凑型城市的概念。紧凑型城市是指通过良好的规划来实现整体更紧凑的可持续城市建筑形式或布置的概念，不仅涉及更高密度的高层建筑，还包括高效的公共交通系统。随着城市密度的增加，具有高层建筑的紧凑型城市的设计和可持续性变得越来越重要。

高度在100米或更高的建筑物现在在世界各地的许多城市中相当普遍，这些建筑物容易受到高空风的影响。这将是一个巨大的浪费，如果我们不利用生产高空风的这种结构的能量。当风穿过高层建筑之间的狭窄空间时，可能会产生更快的风速，并有可能转化为其他形式的能源。

然而，由于地形的复杂性和不均匀的粗糙度，城市地区的风往往更加湍急且难以预测。因此，城市风的高分辨率和准确评估对于收集可用于设施设计以充分利用风能的信息至关重要。作为早期城市设计的有效工具，使用计算流体动力学(CFD) 的模拟已被公认为分析城市风能潜力的关键工具。

对于她的博士学位 在研究期间，Yu-Hsuan Juan 探索了城市风能发电的潜力，这取决于城市布局、建筑拐角设计和城市密度等邻近高层建筑的许多参数。CFD 验证结果表明，CFD 预测与风洞实验数据之间的平均流向速度和湍流强度具有合理的一致性。

Yu-Hsuan 指出，与紧凑型高层建筑区域的建筑高度相比，建筑物之间的间距通常非常小，由于众所周知的集中效应，可以显着增加平均风速和风能潜力。因此，在表征和提高城市风能潜力时，建筑几何形状及其布置的影响尤其令人感兴趣。

Yu-Hsuan 的研究表明，通过早期的城市设计规划，可以更有效地研究更广泛的设计方案，从而在所谓的紧凑型城市中设计高层建筑的最佳配置，以实现城市风能收集的可行性促进城市可持续发展。