Parâmetros aerodinâmicos em ambiente SIG
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| Data de Publicação: | 2019 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/40473 |
Resumo: | Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019 |
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Parâmetros aerodinâmicos em ambiente SIGCLARugosidadeSIGTeses de mestrado - 2019Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia do AmbienteTese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019A forma como o escoamento atmosférico se desenvolve ao longo do percurso da Camada Limite é o grande foco deste trabalho, onde o ambiente urbano é sem dúvida a zona mais crítica devido à heterogeneidade da superfície e à interface entre o ser humano e a atmosfera. Houve um progresso considerável na compreensão e modelação do ambiente urbano em vários aspetos, sendo que a velocidade do vento pode variar devido a vários aspetos tais como a rugosidade e temperatura do solo. Existem vários pontos importantes a considerar, como por exemplo, a construção e segurança de edifícios, o conforto dos pedestres e energia renovável. Espera-se que a população urbana do mundo aumente em cerca de 66% até 2050 (Kent, et al., 2017) e, à medida que as cidades crescem para fora e, mais importante para cima, populações maiores ficam mais expostas ao vento. Portanto, o conhecimento aprimorado dos efeitos do fluxo urbano é vital para o desenvolvimento das cidades. O presente trabalho tem como principal objetivo obter a caracterização da rugosidade aerodinâmica do solo, recorrendo a modelos morfométricos apropriados e partindo da informação em ambiente SIG – cartas de ocupação do solo disponível através da Direção-Geral do Território – com o apoio do Google Earth que nos permite fazer uma interpretação mais atual da rugosidade aerodinâmica do solo e a recolha dos dados morfométricos, permitindo assim posteriormente estimar perfis verticais de velocidade do vento. Após a análise de dados das COS, foram escolhidas duas zonas distintas dentro da Área Metropolitana de Lisboa, para a implementação do modelo criado, o concelho de Lisboa e o concelho de Alcochete. Com os dados fornecidos pelas cartas, foram criados mapas com oito megaclasses aerodinâmicas, uma vez que a informação dada originalmente era muito detalhada e inapropriada do ponto de vista aerodinâmico. Uma vez classificadas as diferentes áreas aerodinâmicas, recorre-se aos valores tabelados de Wieringa (1993), de modo a atribuir os valores dos parâmetros aerodinâmicos de rugosidade em cada zona distinta dos mapas finais de cada concelho, exceto em áreas urbana/suburbana. Nas áreas urbanas é necessário efetuar o cálculo de 0 e recorrendo ao método de Kanda (2013) para <0,45 e ao método de Macdonald (1998) para >0,45. Sendo o perfil do vento logarítmico e uma vez adquiridos todos os valores de 0 e , estão reunidas todas as condições para o cálculo da velocidade do vento vertical em qualquer ponto. Através da escolha do concelho de Lisboa é percetível que a informação contida nos dados fornecidos pelas COS é insuficiente, uma vez que através desses mapas apenas existiria uma área representativa da urbanização. Do ponto de vista aerodinâmico isso não é credível, uma vez que dentro de uma área urbana podem existir várias zonas suficientemente grandes, com características de densidade e altura dos elementos bastante diferentes. Isso influenciaria no desenvolvimento do escoamento atmosférico. Assim sendo, e com a ajuda da ferramenta do Google Earth, foi possível identificar sete áreas distintas dentro da grande área urbana do concelho. Para além de uma área maioritariamente urbana, foi escolhido o concelho de Alcochete, sendo uma zona maioritariamente agrícola e com uma orografia praticamente oposta à de Lisboa. Através do estudo deste concelho foi fácil perceber que apesar de existirem algumas localidades urbanas/suburbanas, estas estão muito dispersas, com alturas relativamente pequenas e/ou representadas em pequenas áreas, não influenciando em nada o escoamento. Zonas com árvores de pequeno porte, armazéns e estufas foram encontradas, mas mais uma vez com as mesmas características das localidades urbanas, podendo assim englobar tudo numa só zona e considerando no total apenas 4 áreas distintas para a classificação aerodinâmica e desenvolvimento do escoamento no concelho (Rio tejo, Agricultura e outros, Área florestal e Alcochete).The way the atmospheric flow develops along the boundary layer is the main focus of this work, where the urban environment is undoubtedly the most critical zone due to the heterogeneity of the surface and the interface between the human being and the atmosphere. Considerable progress has been made in understanding and shaping the urban environment in several respects, and wind speeds may vary due to various aspects such as roughness and soil temperature. There are several important points to consider, such as building construction and safety, pedestrian comfort and renewable energy. The world's urban population is expected to increase by about 66% by 2050 (Kent, et al., 2017) and as cities grow outwards and, more importantly, larger populations are exposed to wind. Therefore, improved knowledge of the effects of urban flow is vital to the development of cities. The main objective of the present work is to characterize the terrain aerodynamic roughness, using appropriate morphometric models and starting from information in GIS environment - land occupation charts available through the Directorate General of the Territory - with the support of Google Earth allowing to make an updated interpretation of the aerodynamic roughness of the ground and the collection of morphometric data, thus allowing to later estimate vertical wind speed profiles. After analyzing COS data, two distinct zones were chosen within the Lisbon Metropolitan Area for the implementation of the model created, the municipality of Lisbon and the municipality of Alcochete. With the data provided by the charts, maps with eight aerodynamic megaclasses were created, since the information originally given was very detailed and aerodynamically inappropriate. Once the different aerodynamic areas are classified, the tabulated values of Wieringa (1993) are used to assign the values of the roughness parameters in each distinct zone of the final maps of each county, except in urban/suburban areas. In urban areas, it is necessary to calculate 0 and using Kanda’s (2013) method for <0.45 and Macdonald’s (1998) for > 0.45. Being the logarithmic wind profile and once all the values of 0 and are evaluated, the vertical wind velocity profiles can be established. By choosing the municipality of Lisbon it is clear that the information contained in the data provided by the COS is insufficient since through these maps there would be only one area representative of urbanization. From the aerodynamic point of view, this is not acceptable since within an urban area there may be several sufficiently large zones with very different density and height characteristics of the elements. This would influence the development of atmospheric runoff. Thus, and with the help of the Google Earth tool, it was possible to identify seven distinct areas within the large urban area of the county. In addition to a mostly urban area, the municipality of Alcochete was chosen, being a mostly agricultural area and with an almost opposite orography to Lisbon. Through the study of this municipality it was easy to realize that although there are some urban/suburban locations, they are very scattered, with relatively small heights and/or represented in small areas, having no influence on the overall flow. Areas with small trees, warehouses and greenhouses have been found, but once again with the same characteristics of urban locations, thus being able to encompass everything in one zone and considering in total only 4 distinct areas for aerodynamic classification and flow development in the county (Tejo River, Agriculture, and others, Forest area and Alcochete).Silva, Fernando Marques da,1955-Repositório da Universidade de LisboaMadeira, Marina Isabel Dias2019-12-10T18:53:55Z201920192019-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/40473TID:202387542porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:39:46Zoai:repositorio.ul.pt:10451/40473Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:54:09.778752Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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