Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2009 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3884 |
Resumo: | In this thesis, we presents a development and validation of a 3D numerical model for the advection-diffusion equation. Models of this kind has been developed for scientific investigations and to support atmospheric emissions control and environmental policy decisions. To develop this model, we used the computational implementation of an explicit numerical scheme for the discretization of the envolved equations. During this procedures, exaustive tests were performed to ensure that the used implementations agrees to the stability, consistence and convergence criterias. As a way for minimizing one of the main deficiences found in almost the major atmospheric dispersion models, i.e. imprecisions in the meteorological input data for initializing this models, we used a realistic atmospheric flow field generated by mesoscale circulation model. As the mesoscale model gives information at scale larger than the necessary for description of a plume trajectory, a weighted linear average proper interpolation was developed for intermediate these distances. Our model considers the assumption that atmospheric turbulence is not isotropic, where diffusion coefficients are variables in time and space and are different for lateral and vertical directions. In our model we estimate this coefficients by the atmospheric boudary layer parameterizations proposed byMoraes (2000). For validation of themodel, we used experimental datasets from field experiment carried near a thermoelectric power plant presidente Médici, in the city of Candiota/RS. These datasets contains surface SO2 concentrations, surface wind velocity measured in meteorological towers as well as turbulence data measured in micrometeorological towers. The results of the validation indicates that the model works well, at least for the source and the terrain were it is located. i.e. continuous emission and homogeneous topography. |
id |
UFSM_c42adc943907b44377e58cdf70a3212d |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufsm.br:1/3884 |
network_acronym_str |
UFSM |
network_name_str |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository_id_str |
|
spelling |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosféricaZimora - a 3D numerical model for atmospheric dispersionModelo numérico 3DPoluição atmosféricaDispersão atmosférica3D numerical modelAtmospheric pollutionAtmospheric dispersionCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this thesis, we presents a development and validation of a 3D numerical model for the advection-diffusion equation. Models of this kind has been developed for scientific investigations and to support atmospheric emissions control and environmental policy decisions. To develop this model, we used the computational implementation of an explicit numerical scheme for the discretization of the envolved equations. During this procedures, exaustive tests were performed to ensure that the used implementations agrees to the stability, consistence and convergence criterias. As a way for minimizing one of the main deficiences found in almost the major atmospheric dispersion models, i.e. imprecisions in the meteorological input data for initializing this models, we used a realistic atmospheric flow field generated by mesoscale circulation model. As the mesoscale model gives information at scale larger than the necessary for description of a plume trajectory, a weighted linear average proper interpolation was developed for intermediate these distances. Our model considers the assumption that atmospheric turbulence is not isotropic, where diffusion coefficients are variables in time and space and are different for lateral and vertical directions. In our model we estimate this coefficients by the atmospheric boudary layer parameterizations proposed byMoraes (2000). For validation of themodel, we used experimental datasets from field experiment carried near a thermoelectric power plant presidente Médici, in the city of Candiota/RS. These datasets contains surface SO2 concentrations, surface wind velocity measured in meteorological towers as well as turbulence data measured in micrometeorological towers. The results of the validation indicates that the model works well, at least for the source and the terrain were it is located. i.e. continuous emission and homogeneous topography.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoNesta tese, apresentamos o processo de desenvolvimento e validação de um modelo numérico 3D para a equação de difusão-advecção. Modelos como este têm sido desenvolvidos objetivando a investigação científica para dar suporte ao controle de emissões de poluentes atmosféricos e à tomada de decisões no desenvolvimento de políticas ambientais. Para a elaboração deste modelo utilizamos a implementação de um esquema numérico explícito na discretização das equações envolvidas. Durante este processo, exaustivos testes foram realizados para que a implementação garantisse estabilidade, consistência e convergência. Como forma de minimizar uma das principais deficiências encontradas na maioria dos modelos de dispersão atmosféricos (MDA), qual seja, a imprecisão da entrada de dados meteorológicos para a inicialização destes modelos, utilizamos um campo de vento realístico gerado por um modelo numérico de circulação de mesoescala. No entanto, como este modelo de mesoescala fornece informações com uma escala maior do que a necessária para a descrição da trajetória de uma pluma, foi preciso desenvolver um método de interpolação apropriado para intermediar estas distâncias. Nosso modelo contempla, ainda, a hipótese da turbulência atmosférica não ser isotrópica, onde os coeficientes de difusão turbulenta são variáveis no tempo e espaço e, ainda, diferentes nas direções lateral e vertical. Em nosso modelo, estes coeficientes foram estimados utilizando a parametrização de camada limite proposta por Moraes (2000). Para a validação do modelo, utilizamos dados experimentais obtidos em um experimento realizado próximo à usina termelétrica Presidente Médici, no município de Candiota/RS. Estes dados compreendem medidas de concentração superficial de SO2, velocidade do vento em superfície medidos em torres meteorológicas, bem como dados de turbulência medido em torre micrometeorológica. Os resultados da validação mostraram que o modelo funciona bem, ao menos para o tipo de fonte e topografia onde está localizada, ou seja, emissão contínua e topografia homogênea.Universidade Federal de Santa MariaBRFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaMoraes, Osvaldo Luiz Leal dehttp://lattes.cnpq.br/0593135962205202Barbosa, Marcia Cristina Bernardeshttp://lattes.cnpq.br/7216344229807186Piva, Everson Dalhttp://lattes.cnpq.br/6060284080248352Degrazia, Gervásio Anneshttp://lattes.cnpq.br/3195210233978887Zimermann, Hans Rogério2017-05-082017-05-082009-08-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfZIMERMANN, Hans Rogério. Zimora - a 3D numerical model for atmospheric dispersion. 2009. 202 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3884porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-08-15T13:28:44Zoai:repositorio.ufsm.br:1/3884Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-08-15T13:28:44Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica Zimora - a 3D numerical model for atmospheric dispersion |
title |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica |
spellingShingle |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica Zimermann, Hans Rogério Modelo numérico 3D Poluição atmosférica Dispersão atmosférica 3D numerical model Atmospheric pollution Atmospheric dispersion CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
title_short |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica |
title_full |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica |
title_fullStr |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica |
title_full_unstemmed |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica |
title_sort |
Zimora - um modelo numérico 3D de dispersão atmosférica |
author |
Zimermann, Hans Rogério |
author_facet |
Zimermann, Hans Rogério |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Moraes, Osvaldo Luiz Leal de http://lattes.cnpq.br/0593135962205202 Barbosa, Marcia Cristina Bernardes http://lattes.cnpq.br/7216344229807186 Piva, Everson Dal http://lattes.cnpq.br/6060284080248352 Degrazia, Gervásio Annes http://lattes.cnpq.br/3195210233978887 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Zimermann, Hans Rogério |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Modelo numérico 3D Poluição atmosférica Dispersão atmosférica 3D numerical model Atmospheric pollution Atmospheric dispersion CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
topic |
Modelo numérico 3D Poluição atmosférica Dispersão atmosférica 3D numerical model Atmospheric pollution Atmospheric dispersion CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
description |
In this thesis, we presents a development and validation of a 3D numerical model for the advection-diffusion equation. Models of this kind has been developed for scientific investigations and to support atmospheric emissions control and environmental policy decisions. To develop this model, we used the computational implementation of an explicit numerical scheme for the discretization of the envolved equations. During this procedures, exaustive tests were performed to ensure that the used implementations agrees to the stability, consistence and convergence criterias. As a way for minimizing one of the main deficiences found in almost the major atmospheric dispersion models, i.e. imprecisions in the meteorological input data for initializing this models, we used a realistic atmospheric flow field generated by mesoscale circulation model. As the mesoscale model gives information at scale larger than the necessary for description of a plume trajectory, a weighted linear average proper interpolation was developed for intermediate these distances. Our model considers the assumption that atmospheric turbulence is not isotropic, where diffusion coefficients are variables in time and space and are different for lateral and vertical directions. In our model we estimate this coefficients by the atmospheric boudary layer parameterizations proposed byMoraes (2000). For validation of themodel, we used experimental datasets from field experiment carried near a thermoelectric power plant presidente Médici, in the city of Candiota/RS. These datasets contains surface SO2 concentrations, surface wind velocity measured in meteorological towers as well as turbulence data measured in micrometeorological towers. The results of the validation indicates that the model works well, at least for the source and the terrain were it is located. i.e. continuous emission and homogeneous topography. |
publishDate |
2009 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2009-08-27 2017-05-08 2017-05-08 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
ZIMERMANN, Hans Rogério. Zimora - a 3D numerical model for atmospheric dispersion. 2009. 202 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3884 |
identifier_str_mv |
ZIMERMANN, Hans Rogério. Zimora - a 3D numerical model for atmospheric dispersion. 2009. 202 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009. |
url |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3884 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria BR Física UFSM Programa de Pós-Graduação em Física |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria BR Física UFSM Programa de Pós-Graduação em Física |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) instacron:UFSM |
instname_str |
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
instacron_str |
UFSM |
institution |
UFSM |
reponame_str |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
collection |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository.name.fl_str_mv |
Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
repository.mail.fl_str_mv |
atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com |
_version_ |
1805922103266902016 |