Estudo da difusão turbulenta empregando modelos estocásticos Lagrangeanos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2007 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
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Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9240 |
Resumo: | In this work, the Lagrangian stochastic particle model LAMBDA is utilized to simulate the dispersion and the transport of contaminants under different atmospheric conditions. The analysis employs three different field experiments of atmospheric diffusion: the Copenhagen experiment, which was accomplished in unstable conditions, the Prairie Grass experiment in which was considered only neutral stability cases (mean wind velocity higher than 6ms-1) and the INEL experiment occurring in low wind stable conditions and presenting wind meandering phenomenon. LAMBDA is a tridimensional model to simulate the pollutants dispersion over flat terrain. The model solves the generalized form the Langevin Equation and it can use the higher moments of Eulerian probability density function of the wind velocity fluctuations. The main aim of this work is to test a new parameterization for the parameters p and q which represent the frequency associated to the meandering phenomenon. The new parameterization is expressed in terms of m , a non-dimensional quantity that controls the meandering oscillation frequency, and T , a time scale associated to the coherent structures in a fully developed turbulence. The simulations show that the LAMBDA model incorporating this new parameterization reproduces correctly the enhanced diffusion of passive scalars in a low wind speed stable atmospheric boundary layer. |
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Estudo da difusão turbulenta empregando modelos estocásticos LagrangeanosStudy of turbulent difusion employing Lagrangian stochastic modelsModelo estocástico LagrangeanoExperimento de CopenhagenExperimento de Prairie GrassExperimento de INELLambdaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this work, the Lagrangian stochastic particle model LAMBDA is utilized to simulate the dispersion and the transport of contaminants under different atmospheric conditions. The analysis employs three different field experiments of atmospheric diffusion: the Copenhagen experiment, which was accomplished in unstable conditions, the Prairie Grass experiment in which was considered only neutral stability cases (mean wind velocity higher than 6ms-1) and the INEL experiment occurring in low wind stable conditions and presenting wind meandering phenomenon. LAMBDA is a tridimensional model to simulate the pollutants dispersion over flat terrain. The model solves the generalized form the Langevin Equation and it can use the higher moments of Eulerian probability density function of the wind velocity fluctuations. The main aim of this work is to test a new parameterization for the parameters p and q which represent the frequency associated to the meandering phenomenon. The new parameterization is expressed in terms of m , a non-dimensional quantity that controls the meandering oscillation frequency, and T , a time scale associated to the coherent structures in a fully developed turbulence. The simulations show that the LAMBDA model incorporating this new parameterization reproduces correctly the enhanced diffusion of passive scalars in a low wind speed stable atmospheric boundary layer.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorNeste trabalho é utilizado o modelo de partículas estocástico Lagrangeano LAMBDA para simular a dispersão e o transporte de contaminantes sob diferentes condições atmosféricas. A análise emprega três diferentes experimentos de difusão atmosférica: o experimento de Copenhagen, que foi realizado sob condições convectivas, o experimento de Prairie Grass, em que foram considerados somente os casos de estabilidade neutra (velocidades do vento médio maiores que 6m/s) e o experimento de INEL realizado em condições estáveis com velocidade do vento fraco e apresentando o fenômeno de meandro do vento. LAMBDA é um modelo tridimensional para simular a dispersão de poluentes sobre terreno plano. O modelo resolve a forma generalizada da Equação de Langevin e pode usar os momentos de ordem superior da função densidade de probabilidade Euleriana das flutuações da velocidade do vento. O principal objetivo deste trabalho é testar uma nova parametrização dos parâmetros p e q que representam as frequências associadas ao fenômeno de meandro do vento. Esta nova parametrização é descrita em termos de m , uma quantidade adimensional que controla a frequência de oscilação do meandro e T , uma escala de tempo associada às estruturas coerentes em uma turbulência bem desenvolvida. As simulações demonstram que o modelo LAMBDA incorporando esta nova parametrização reproduz corretamente a difusão de escalares passivos em uma camada limite atmosférica estável com velocidade do vento fraco.Universidade Federal de Santa MariaBRFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaDegrazia, Gervásio Anneshttp://lattes.cnpq.br/3195210233978887Carvalho, Jonas da Costahttp://lattes.cnpq.br/4338284890563991Goulart, Antonio Gledson de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/4677312523064693Timm, Andréa Ucker2017-05-032017-05-032007-03-09info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfTIMM, Andréa Ucker. Study of turbulent difusion employing Lagrangian stochastic models. 2007. 91 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2007.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9240ark:/26339/0013000014zj5porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-01-27T12:40:41Zoai:repositorio.ufsm.br:1/9240Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-01-27T12:40:41Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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In this work, the Lagrangian stochastic particle model LAMBDA is utilized to simulate the dispersion and the transport of contaminants under different atmospheric conditions. The analysis employs three different field experiments of atmospheric diffusion: the Copenhagen experiment, which was accomplished in unstable conditions, the Prairie Grass experiment in which was considered only neutral stability cases (mean wind velocity higher than 6ms-1) and the INEL experiment occurring in low wind stable conditions and presenting wind meandering phenomenon. LAMBDA is a tridimensional model to simulate the pollutants dispersion over flat terrain. The model solves the generalized form the Langevin Equation and it can use the higher moments of Eulerian probability density function of the wind velocity fluctuations. The main aim of this work is to test a new parameterization for the parameters p and q which represent the frequency associated to the meandering phenomenon. The new parameterization is expressed in terms of m , a non-dimensional quantity that controls the meandering oscillation frequency, and T , a time scale associated to the coherent structures in a fully developed turbulence. The simulations show that the LAMBDA model incorporating this new parameterization reproduces correctly the enhanced diffusion of passive scalars in a low wind speed stable atmospheric boundary layer. |
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