Estudo da camada limite interna desenvolvida em falésias com aplicação para o Centro de Lançamento de Alcântara / Study of the developed internal boundary layer downwind of coastal cliffs with application to the Brazilian launching center of Alcântara

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

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.

ASSUNTO(S)

camada limite interna centro de lançamento de alcântara (cla) túnel de vento fronteira imersas falésias internal bondary layer alcântara launching center (cla) wind tunnel immersed boundary coastal cliffs

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