Estudo da camada limite interna desenvolvida em falésias com aplicação para o Centro de Lançamento de Alcântara

• Autor(a) principal: Luciana Bassi Marinho Pires
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/06.22.18.27

Estudou-se o desenvolvimento da Camada-Limite Interna (CLI) gerada no interior da Camada-Limite Atmosférica (PBL), formada por vento neutro incidente a 90° em falésia, e causada pelo desnível da superfície e a alteração abrupta da rugosidade. Utilizaram-se dados observacionais, simulação numérica e ensaios em túnel de vento. Numericamente, realizaram-se simulações DNS bidimensionais (2D) com a metodologia de fronteiras imersas para falésias de diversas alturas e formas geométricas. O código foi validado com perfis de vento observados em torre anemométrica (TA) de 70 m e velocidades pontuais medidas em mastros até 15 m. Validado o código, efetuaram-se simulações para diversas alturas de falésias e velocidade do vento. Realizou-se um estudo de caso para falésia de 40 m, representando o Centro de Lançamento de Alcântara (2°19 S; 44°22' O). Os valores do número de Reynolds (Re) variaram entre 10^2 e 10^7, sendo que as situações da atmosfera são os maiores que 106. Realizaram-se, também, ensaios em um túnel de vento (TV) adaptado para emular a PBL sobre falésias e limitados a Re igual a 7,5 x 10^4. Estas emulações experimentais foram numericamente bem simuladas, no que concerne à altura da CLI e à ocorrência de bolhas de recirculação junto à borda da falésia, visualizadas pela técnica Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV). Os ensaios, incluindo modelo da Torre Móvel de Integração (TMI) a 150 m da borda citada, mostraram mais uma bolha de recirculação no topo da TMI, além de uma menos intensa a barlavento, afetando o escoamento a partir de 125 m da borda. Em adição, realizaram-se no TV ensaios com incidência do vento com os ângulos de 55° e 45°, com os quais se pôde verificar a tridimensionalidade do escoamento, com resultados semelhantes, mas menos severos que os causados pela incidência do vento a 90^o. Logo, as simulações 2D realizadas com o código numérico, na realidade constituem a situação mais extrema no que concerne à incidência do vento em falésias. Os resultados obtidos neste estudo são, portanto, de grande utilidade para determinar cenários extremos causados pelos ventos a sotavento de falésias. Outrossim, este é o primeiro estudo numérico de CLI mecânica gerada por desnível topográfico, combinando ensaios em TV e observações micrometeorológicas, o qual também apresenta expressões empíricas dos resultados.