Teoria de Similaridade de Monin-Obukhov Aplicada a Turbulência Atmosférica em Terreno Homogêneo em Região Costeira

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Anger, Mariely Rodrigues
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Geometria e modelagem computacional; Teoria de similaridade; Turbulência; Potencial eólico; Camada limite superficial; Camada atmosférica; Computational modeling; Similarity theory; Turbulence; Wind potential; Surface layer; Atmospheric layer
• Link de acesso: http://repositorio.furg.br/handle/1/9202

A turbulência é um grande desafio para estudos de escoamento. Na Camada Limite Atmosférica, muitas teorias têm sido formuladas na tentativa de obter uma descrição universal para a turbulência que seja adequada a problemas de interesse prático. As Teorias de Similaridade apresentam boas aplicações em terrenos homogêneos. Pretende-se aplicar a Teoria de Similaridade de Monin-Obukhov a medidas do escoamento realizadas no município de Rio Grande, para caracterizar a turbulência local. Como este município está em crescente desenvolvimento industrial e as indústrias já em atividade podem ocasionar impactos ambientais, torna-se necessário um conhecimento da turbulência local para a realização de planejamentos de meio ambiente. Por outro lado, é importante considerar a demanda energética necessária para o bom funcionamento destas indústrias. Esta região contém índices favoráveis em relação à geração de energia eólica. Logo, a caracterização da turbulência local é útil para avaliar o potencial eólico quando considerando a variação dos períodos de estabilidade estática da camada superficial na estimativa da velocidade do vento em uma determinada altura. Variáveis como rugosidade aerodinâmica, energia cinética turbulenta, intensidade da turbulência, fluxos turbulentos e as escalas de comprimento, velocidade e temperatura foram estimadas e suas magnitudes concordaram com valores citados na literatura. Relações de similaridade dos períodos instáveis e estáveis foram definidas. No período estável, o comportamento foi impreciso, porém, para o período instável, as relações entre as flutuações de temperatura e vento na vertical normalizadas pelas escalas de temperatura e velocidade apresentaram um comportamento satisfatório. Portanto, é possível utilizar o parâmetro de estabilidade na generalização de comportamentos de variáveis na camada superficial para o local deste estudo. Adicionalmente, a análise inicial da avaliação do potencial eólico aplicando a correção de estabilidade para a estimativa da velocidade do vento apresenta resultados compatíveis com o potencial eólico considerado para região. A aplicação da Teoria de Similaridade permitiu a descrição da variação da Camada Superficial em dois níveis de medida. Estes resultados podem ser utilizados em trabalhos futuros para avaliar a dispersão de poluentes na região. Eles permitiram também calcular a correção da estimativa de velocidade devido às variações de estabilidade.