[pt] Esse trabalho consiste do estudo teórico-experimental dos efeitos de cintilação de amplitude e fase observados, durante condições de turbulência atmosférica, no sinal recebido em enlaces em visibilidade operando em freqüências sujeitas à absorção por gases na faixa de ondas milimétricas. É apresentado um modelo teórico que permite caracterizar a cintilação em termos de funções densidade espectral temporal e das variâncias de amplitude e fase. Verifica-se que resultados teóricos apresentados na literatura para faixas de freqüência em que o mecanismo de absorção pode ser desprezado, constituem-se num caso particular da presente teoria. É desenvolvido ainda um modelo heurístico para o cálculo da distribuição cumulativa de probabilidades de curto termo das cintilações de intensidade considerando o efeito do mecanismo de absorção. Os resultados teóricos são comparados com medidas de log- amplitude e fase diferencial realizadas em dois enlaces experimentais operando nas freqüências de 55,5 e 36.1 GHz, compartilhando um mesmo percurso de 4.1 KM. / [en] A theoretical and experimental study of amplitude and phase scintillations in line-of-sight links operating at freqeuncies subject to absorption, observed during conditions of atmostpheric turbulence, is presented in this work. The scintillation effects are modeled through temporal spectral density functions and amplitude and phase variances. It is shown that published results on scintillations in atmospheric windows, where the absorption effects can be avoided, are particular cases of the present theory. A heuristic model is also developed, to calculate short term cumulative probability distributions of scintillation intensity, considering the absorption mechanism. Measurement results obtained in two experimental links operating in 55.5 and 36.1 GHz, sharing the same 4.1 Km path over Central London, are use to verify the theory.

[pt] A estabilização de mísseis e projéteis é normalmente realizada através de aletas, que podem ser representadas por placas planas finas. O escoamento sobre placas finas é de difícil previsão por apresentar diversos fenômenos, tais como transição da camada cisalhante para regime turbulento, recolamento, relaminarização e geração de bolhas primárias e secundárias. A proposta deste trabalho é analisar o escoamento turbulento ao longo de uma placa plana com pequeno ângulo de incidência, e ao mesmo tempo investigar o desempenho de diferentes modelos para a previsão da turbulência, empregando duas metodologias. A primeira é baseada nas Equações de Média de Reynolds (RANS), a qual requer um menor esforço computacional, por considerar um domínio bi-dimensional e regime permanente. Neste caso, três níveis de modelagens foram selecionados, os quais envolvem a solução de uma, duas e cinco equações diferenciais parciais, correspondendo aos modelos de Spalart- Allmaras (SA), kapa-ômega Shear Stress Tensor (SST) e Reynolds Stress Model (RSM), respectivamente. No segundo enfoque, investigou-se o desempenho do modelo Smagorinsky Dinâmico, que é proveniente da metodologia da Simulação de Grandes Escalas (LES), a qual é tri-dimensional e transiente. Os resultados foram obtidos para número de Reynolds igual a 2,13 x 10(5) e para três ângulos de incidência (um, três e cinco graus). A modelagem da turbulência foi validada através de comparação como dados numéricos e experimentais existentes na literatura. Os resultados obtidos mostraram que apesar do modelo RSM conseguir uma melhor previsão dos níveis de turbulência, o mesmo não é adequado para prever camadas cisalhantes livres. Já o modelo SA é muito difusivo, e não consegue prever adequadamente as tensões normais turbulentas, enquanto que o modelo SST foi capaz de prever razoavelmente bem a bolha de separação. Porém, apesar do custo bem superior, as previsões dos fenômenos provenientes da bolha de recirculação principal obtidas com a metodologia LES foram sensivelmente superiores e forneceram maior riqueza de informações que as apresentadas pelas soluções RANS. / [en] Missiles and projectiles stabilization is usually accomplished through fins, which can be represented by thin flat plates. The flow field over thin plates is difficult to predict due to the existence of laminar-to-turbulent transition, boundary layer separation, leading edge bubble and reattachment. The purpose of this study is to analyze the flow over a thin flat plate, and at the same time, to investigate the performance of different models to predict turbulence, by employing two methodologies. The first one is based on the Reynolds Average Navier-Stokes Equations (RANS), which requires less computational effort, since it can be applied to a two-dimensional steady flow. In this case, three levels of modeling were employed, through the solution of one, two and five differential equations, corresponding to the Spalart-Allmaras (SA), kapa-ômega Shear Stress Tensor (SST) and Reynolds Stress Model (RSM) models, respectively. The second approach corresponds to the Large Eddy Simulation (LES) methodology, and the performance of the Dynamic Smagorinsky model was investigated. Results were obtained for Reynolds number equal to 2.13 x 10(5) and for three incidence angles (one, three and five degrees). The results were validated by comparing with available numerical and experimental data. It was shown that, in spite of predicting better turbulence levels, the RSM is not adequate to predict free shear layers. The SA model is too diffusive and it fails to predict the normal stresses, while the SST is capable of predicting the separation bubble with reasonable accuracy. However, in spite of the larger cost, the long separation bubble predictions obtained with the LES methodology were substantial superior and more complete than RANS solutions.

[pt] O modelo de duas equações K-E, largamente empregado na análise de escoamentos turbulentos, não é capaz de adequedamente modelar problemas que envolvam escoamentos secundários e com rotação em dutos, descolamento de camada-limite e outras situações em que a anisotropia inerente ao escoamento turbulento necessite ser levada em conta. Modelos mais complexos, que consideram esta anisotropia - os chamados modelos de tensões de Reynolds - são utilizados no intuito de produzir resultados numéricos mais próximos daqueles obtidos experimentalmente. O problema geometricamente simples, o escoamento turbulento hidrodinamicamente desenvolvido em um duto de seção quadrática, no qual a ocorrência de escoamentos secundários foi constatada experimentalmente e documentada por diversos autores, foi modelado e resolvido através do Método dos Volumes Finitos. Inicialmente, o modelo k-e foi emplementado, mostrando-se incapaz de prever, devido a sua natureza isotrópica, o escoamento secundário numa seção transversal de duto. Em seguida, o modelo de tensões de Reynolds foi implementado. A validação deste modelo é obtida comparando-se os resultados numéricos obtidos a resultados experimentais e numéricos encontrados bibliografia. / [en] The two-equation k-e model, widely employed in the analysis of turbulent flows, is not capable of adequately modelling problems involving secondary and swirling flows in ducts, boudary-layer detachment and other situations in which the inherent anisotropy of turbulent flows must be taken into account. More complex models, that take this anisotropy into account - the so-called Reynolds-stress models - are employed with the purpose of producing numerical results closer to those obtained experimentally. A geometrically simple problem, the turbulent flow in a duct with a square cross-section, in which the presence of secondary flows was observed experimentally and documentd by several authors, was modelletd and resolved using the Finite Volume Method. Initially, the k-e model was implemtend, being proven not capable of predicting, due to its isotropic nature, the secondary flows in a duct cross-section. The Reynolds-stress model was then implemented. The validation of this model is obtained through comparison of the numerical resuls to experimental and numerical results found in the bibliography.

[pt] No presente trabalho é realizada uma análise do desempenho de três diferentes modelos de turbulência na previsão de escoamentos que apresentam separação e recolamento. Investigou-se o escoamento turbulento através de dutos com obstruções curvilíneas. Os modelos selecionados pertecem a classe de modelos de suas equações diferenciais k-e para baixos números de Reynolds. A análise tem por objetivo verificar se estes modelos são capazes de captar as regiões de recirculação e repercução de pressão após a abstrução, grandezas fundamentais para a avaliação da distribuição de tensões. Os campos de velocidade, energia cinética turbulenta, taxa de dissipação obtidos pelos diferentes modelos são comparados com dados numéricos e experimentais na literatura, visando identificar qual é o modelo mais adequado para esse tipo de escoamento. Para a determinação numérica do escoamento na geometria com a uma obstrução curvilínea, do tipo cossenoidal, utilizou-se o método de volumes com coordenadas curvilíneas não ortogonais que se adaptam à geometria. Os componentes contravariantes da velocidade foram empregadas como variáveis independentes nas esquações de conservação de quantidade de movimento e o acoplamento velocidade pressão foi resolvido pelo algoritmo SIMPLEC. Dentre os modelos testados, nenhum conseguiu reproduzir exatamente todos os dados experimentais, porém concluiu-se que o modelo LSH, proposto por Launder e Sharma (1974) com a modificação proposta por Hanjalic e Launder (1980) apresentou o melhor desempenho, o qual pode ser considerado como satisfatório. / [en] In the present work an analysis of the performance of three different turbulence models in the prediction of flows that present seperation and reattachment. The tuberlent flow was investigated through ducts with curvilenar obstructions. The selected models belong to the class of models with two differential equations k- e for low numbersof Reynolds. The objetive of the analysis is to verify if these models are capable of capturing the recirculation areas and pressure recovery after the obstruction, fundamentals for the evaluation of the distribution of tensions. The fields of velocity, turbulent kinetic energy, dissipation rate obtained by different models are comparared with numeric and experiments data found in the literature, seeking to identify which is the model more adapted for those tyope of flows. The numeric determination of the fluid flows in the geometry with a curvilinear obstruction, described by a sine curve, was accomplished by a finite volume method with non ortthogonal curvilinear coordinates which adapt to the geometry. The countervariants velocity components was empployed as independent variables in the momentum conservation equation and the velocity-pressure coupling was solved by the SIMPLEC algorithm. Among all the tested models, none was able to reproduce exactly the experimental data. However, the LSH model, proposed by Launder and Sharma (1974) with the modification proposal for Hanjalic and Launder (1980) presented the best performance, which can be considered satisfactory.

[pt] Neste trabalho são apresentados de uma pesquisa orientada à modelagem da turbulência de baixos números de Reynolds. Com esse objetivo foi caracterizado o escoamento turbulento de baixos números de Reynolds na região viscosa vizinha a uma parede, na base de dados experimentais e correlação empírica. Sobre essa caracterização foi feita uma análise dos valores médios de interesse para modelos de turbulência de duas equações, a qual permitiu obter conclusões sobre o comportamento da turbulência de baixos Reynolds e propor modelos para a mesma. Essa modelagem implica em fornecer um fechamento para a equação de dissipação de energia cinética turbulenta e uma expressão para a viscosidade efetiva da turbulência, na região viscosa. O fechamento da equação de dissipação foi feito analisando os termos fontes de vorticidade, usando resultados prévios da ordem de grandeza relativa dos mesmos. A equação de dissipação obtida desse modo não contém funções de amortecimento. Com relação à expressão proposta para calcular a viscosidade efetiva de turbulência, considera-se que a transferência de quantidade de movimento devido à turbulência pode ser obtida em função da energia cinética do escoamento médio. Considera-se que a modelagem proposta é uma complementação para modelos de turbulência de duas equações, para simular zonas de baixos Reynolds incluídos os casos em sub-camada logarítmica aparente. Problemas de escoamentos turbulentos com cisalhamento médio com diferentes características, usualmente utilizadas para avaliar modelos de turbulência, foram usados como testes. Como resultados relevantes desta pesquisa, considera-se o fato de se usar em forma sistemática informação experimental para o desenvolvimento de modelos de turbulência, a obtenção de um fechamento para a equação de dissipação sem funções de amortecimento e uma expressão para a viscosidade da turbulência na região viscosa. No caso da viscosidade da turbulência, a expressão proposta permite obter a distribuição da velocidade média na região amortecedora, apresentando boa concordância com dados experimentais. / [en] This thesis presents the results of research work aiming at low Reynolds turbulence modeling. For an stablished boundary layer turbulent low Reynolds flow in the viscous layer near a wall was characterized based on experimental data and empirical polynomials. On this basis an analysis of the distribuition of the mean values in the near-wall region was performed allowing for the proposal of a low Reynolds turbulence model within a two-equation model methodolgy. The low Reynolds proposal involves a closure to the dissipation equation and the proposal of an effective turbulence viscosity expression. The dissipation equation closure like as the effective viscosity proposal were made based on previous results of scale time rate analysis through the viscous region. On the other hand, the effective turbulence viscosity expression allows for the representation of the Reynolds stress as a function of mean flow kinetic energy. The low Reynolds turbulence modeling proposal can be seen as a complementation of two eqaution models for low Reynolds turbulence. The model was tested in several case tests of turbulent flow with different kind of mean shear, frequently used for turbulence model assessment. As main results of this work can be mentioned the systematic use of experimental data to build, analyze and test turbulence models; the closure of the dissipation equation without damping functions and the turbulence effective viscosity expression for the viscous region. This last proposed relation allows for the attainment of a mean velocity distribuition profile in the buffer region, which adequately fits experimental data.

[pt] A motivação principal do presente trabalho é analisar numericamente o desempenho de um trocador de calor de tubo duplo, sem impor condições de contorno artificiais na superfície de troca de calor e considerando a possibilidade de cada um dos escoamentos ser laminar ou turbulento. As condições de contorno utilizadas são apenas as compatibilidades de temperatura e fluxo térmico, isto é, condições de contorno naturais. Considera-se, para ambos os fluidos, escoamento incompressível desenvolvido hidrodinamicamente e se desenvolvendo termicamente. Os perfis de velocidades e de difusidades turbulentas a quantidade de movimento e do calor para ambos os escoamentos no tubo e no espaço anular são determinados por um método inverso (semi-analítico), baseado na utilização de dados globais sobre o coeficiente de atrito e o número de Nusselt. O objetivo a ser alcançado na elaboração de um método específico para o problema aqui abordado é a obtenção de formas analíticas fechadas para os perfis desejados, as quais sejam continuas em todo domínio de cálculo. Também é desejável que as equações referentes a um dado escoamento turbulento englobem o escoamento laminar como um caso particular. Os resultados obtidos podem ser classificados em duas categorias diferentes (i) resultados semi-analíticos referentes às difusividades turbulentas em ambos os escoamentos e (ii) resultados da análise numérica de trocador de calor, considerando tanto escoamentos de mesmo sentido (correntes paralelas) quanto de sentidos opostos (contra corrente). Quanto ao trocador de calor, os principais resultados são os referentes aos coeficientes convectivos locais de transferência de calor, com base no cálculo das temperaturas médias de mistura, aos valores locais do coeficiente global de transferência de calor, aos valores médios de todos os coeficientes e, finalmente, ao número de unidades de transferência e à efetividade do trocador de calor. É feita uma ampla variação dos parâmetros relevantes, tais como parâmetros geométricos, números de Reynolds e Prandtl de ambos os escoamentos e a razão das taxas de capacidade térmica. A grande quantidade de informações sobre o presente problema, que é encontrada na literatura permite, por comparação, não apenas a validação do método empregado, como também a verificação da exatidão dos resultados. As equações diferenciais do problema e as condições de contorno pertinentes são resolvidas através de uma análise numérica acoplada para os dois escoamentos. Admite-se que as difusidades térmicas turbulentas independam da condição térmica de contorno na superfície de troca de calor. O método de volumes finitos é utilizado dentro de um procedimento numérico iterativo. O aumento do trabalho computacional devido à análise acoplada dos dois domínios de cálculo é compensado através da parte analítica previamente estabelecida, evitando-se o risco de descontinuidades e eliminando-se a necessidade de interpolações durante o refinamento da malha. / [en] In the present work a coupled numerical analysis for the two flows in a double pipe heat exchanger is intended, considering counter or co-current hydrodynamically incompressible fully developed flow with constant properties, and thermally developing flow. A coupling between the two fluid currents is reached by means of the natural boundary conditions, a compatibility of temperatures and heat fluxes closed to the solid wall which separates the fluid currents. Wide ranges of Reynolds and Prandtl numbers are used, including laminar and turbulent flows and involving different kinds of fluids. Semi-analytical equations are derived for the time-averaged profiles of velocity and both momentum and thermal eddy diffusivities in the tube and concentric annulus. The most relevant features of the proposed profiles are their applicability through all flow field without discontinuities and the laminar flow considered as a particurlar case of the turbulent flow. The determination of the proposed profiles is done by using an inverse method, wich is based on some experimental data or correlations for the fiction factor and the Nusselt number. The results of the present study are classified into two different categories as follows (i) semi-analytical results for the turbulent thermal and momentum diffusivity profiles for both flows and (ii) numerical results for the double pipe heat exchanger, mainly the local values of the mean bulk temperatures, local and average values of the heat transfer coefficients and overall heat transfer coefficient. Finally, the number of transfer units and effectiveness of the double pipe heat exchanger are evaluated. Wide ranges of the characteristics parameters (Reynolds and Prantdl numbers of each stream, geometric parameters and thermal capacity rate ratio) are covered. The differential equations of the problem accompanied by suitable boundary conditions are solved nemerically, considering the thermal diffusivities as independent of the thermal boundary condition at the solid wall which separate the fluid currents. The finite difference scheme, based on the control volume approach is used, and iterative procedures are developed, in order to implement the calculations. The advantage of having a previously stablished analytical solution for some parts of the problem is to compensate the greater computational work due to the coupled calculation domains. Also, it eliminates the risk of discontinuities and the necessity of interpolation during the grid refining. Both the validation of the proposed method and the check of the accuracy of the results are possible, by comparison with the great amount of data, which is available in the bibliography.

[pt] Escoamentos espiralados incidentes em superfícies são escoamentos altamente complexos, envolvendo uma variedade grande de regimes. A previsão numérica deste tipo de escoamento pode auxiliar na compreensão dos diversos fenômenos envolvidos, o que poderá permitir o desenvolvimento de processos mais eficientes, assim como auxiliar na avaliação de modelos de turbulência. Visando avaliar o desempenho de diferentes modelos de turbulência para a previsão de um jato axi-simétrico espiralado incidindo em uma placa quente, determinou-se numericamente o escoamento com o auxílio da ferramenta computacional FLUENT, utilizando duas metodologias. A primeira baseada na média de Reynolds (RANS) e a segunda na simulação de grandes escalas (LES). Diversos modelos RANS de duas equações diferenciais foram testados, visando identificar a validade de aplicação de cada um deles através da comparação com dados experimentais disponíveis. A metodologia LES foi avaliada utilizando o modelo dinâmico de sub-malha de Smagorinsky. Apesar do alto custo, devido à necessidade de utilizar grande espaço de memória e tempo de simulação, os resultados obtidos com a metodologia LES foram significativamente superiores, uma vez que o escoamento apresenta alta anisotropia, a qual os modelos RANS apresentam dificuldade em prever. / [en] Incident swirling jets are complex flow, which involve a large variety of regimes. The numerical prediction of this type of flow can help understand the several phenomena present, which could allow development of more efficient processes, as well as assist in the evaluation of turbulence models. Aiming to evaluate the performance of different turbulence models in the predict of an axi-symmetric swirling jet impinging to a hot plate, the flow field was determined with the computational tool FLUENT, by employing two methodologies. The first one is based on the Reynolds average (RANS) and the second one is based on the Large Eddy Simulation (LES). Several two differential equations RANS models were tested, in order to identify their range of validity, by comparing with available experimental data. The methodology LES was evaluated with the dynamic Smagorinsky sub-grid model. In spite of the high cost, due to the need of utilizing a large memory space and simulation time, the results obtained with the LES methodology were significantly superior, due to the high anisotropy of the flow, which the RANS models have difficult to predict.

[pt] O presente trabalho apresenta uma análise experimental da combustão turbulenta de sprays de etanol, mediante o uso de técnicas de diagnóstico laser, em queimadores tipo obstáculo. São empregadas a fluorescência induzida por plano laser (PLIF) do radical hidroxila (OH), para mapear a frente de chama, a velocimetria por imagens de partículas (PIV), para determinar o campo de velocidades das gotas do spray e Shadowgraphy, para obter o diâmetro e velocidade de gota. Uma caracterização da estrutura do escoamento de ar a jusante do corpo rombudo é realizada com PIV estéreo para diferentes números de Reynolds. Os resultados mostram uma similitude do escoamento na zona de recirculação. As maiores flutuações turbulentas de velocidades são encontradas na região de vórtice e indicam anisotropia no tensor de Reynolds. Os resultados de Shadowgraphy revelam que as gotas do spray não são perfeitamente esféricas em regiões perto do atomizador. O diâmetro médio Sauter (SMD) foi medido em varias posições na região de recirculação. As gotas de maior diâmetro apresentaram as maiores velocidades e as pequenas são ligeiramente desviadas pela zona de recirculação nas regiões mais afastadas da linha central. Os experimentos reativos realizados com diversos valores de vazão de etanol e ar indicam que a frente de chama é descolada do queimador, sua forma é determinada principalmente pela vazão de etanol e a intensidade de luminescência é aumentada com a velocidade do ar. Em alguns casos o escoamento de ar muda a forma do spray. Uma quantidade de gotas apreciável sempre consegue atravessar a frente de chama. O campo de velocidade das gotas é influenciado pelo incremento da velocidade do escoamento anular de ar. / [en] This work presents an experimental analysis of turbulent combustion of ethanol sprays through the use of laser diagnostic techniques in a bluff-body burner. Are employed the planar laser-induced fluorescence (PLIF) of the hydroxyl (OH), to map the flame front, the particle image velocimetry (PIV) to determine the velocity field of the spray droplets and Shadowgraphy to obtain the droplet diameter and velocity. A characterization of the structure of the air flow downstream of the bluff-body is performed with stereo PIV at different Reynolds numbers. The results evidence flow similarity in the recirculation zone. The largest turbulent velocity fluctuations are found in the vortex region, which implies the anisotropy of the Reynolds stresses. The results of Shadowgraphy indicate that the spray droplets are not perfectly spherical near the atomizer. The evolution of Sauter mean diameter (SMD) is measured at various positions at the recirculation region. The largest diameter droplets have the highest velocity and the smaller are slightly deviated by recirculation zone in the far furthest from the centerline. The reactive experiments are performed with different ethanol and air flow rates and indicate that the flame front is detached from the burner, the shape is determined by the ethanol flow rate and the luminescence intensity increases with the air velocity. In some case the air flow changes the shape of the spray. An appreciable number of droplets always passe through the flame front. The velocity of the droplets is influenced by the increase of speed air velocity.

[pt] Neste trabalho se apresenta um estudo experimental e numérico de escoamentos turbulentos quimicamente reativos em um queimador tipo obstáculo. O objetivo principal é estudar uma chama turbulenta não pré-misturada de configuração geométrica simples. Esta chama, que queima gás natural e ar, é estabilizada por um queimador tipo obstáculo. Inicialmente um estudo bibliográfico do estado da arte de experimentos e da comparação entre experimentos e modelagem neste tipo de queimador é apresentado. Na sequência, a formulação matemática, clássica, de dinâmica dos fluidos computacional é exposta, seguida da apresentação da técnica de medição empregada nos experimentos, a fluorescência induzida por plano laser (PLIF). A discussão dos resultados obtidos neste trabalho é divida em três etapas. Na primeira, comparam-se os resultados de modelagem computacional usando quatro modelos de turbulência e dois modelos de combustão com dados experimentais encontrados na literatura. Esta comparação coloca em evidência o conjunto de modelos que possui melhor capacidade preditiva no que diz respeito a este tipo de configuração. A segunda etapa consiste na apresentação dos resultados experimentais obtidos, os quais permitem caracterizar, em três regimes de combustão distintos, a presença de uma espécie química existente durante o processo de combustão, no caso, o radical hidroxila (OH). Esta caracterização é realizada pelo exame tanto da estrutura instantânea da chama turbulenta quanto da média. Por fim, comparam-se os resultados da modelagem com aqueles obtidos no presente aparato experimental. Esta comparação coloca em evidência as deficiências dos modelos clássicos de combustão empregados e indica a necessidade de serem realizadas medidas simultâneas de velocidade e de concentração de espécies químicas que possibilitem o desenvolvimento de novos modelos de combustão em escoamento turbulento. / [en] This work presents an experimental and numerical study of turbulent chemically reactive flows in a bluff body type burner. The main objective of the present work is to study a non-premixed turbulent flame on a simple geometric configuration. This flame, which burns natural gas and air, is stabilized downstream to a bluff-body. Initially, literature is reviewed on the previous experimental and modeling studies which have been performed on this kind of burner. Then, the mathematical formulation of computational fluid dynamic problem is presented. This is followed by the introduction of the experimental measurements techniques which involve planar laser induced fluorescence (PLIF). The discussion of results obtained in this work is divided in three sections. First, a comparison is made between numerical simulations, using four different turbulent models and two different combustion models, and experimental data found in the literature. Is allows to assess capacity of the different models to predict the reactive flow configuration studied. The second section presents the experimental results obtained for three combustion regimes, which are characterized by laser induced fluorescence emission of the hydroxil radical species (OH). This characterization involves the analysis the instantaneous and the average structure of the turbulent flame. Finally, the modeling results are compared to the experimental data obtained. This comparison in evidences the necessity to perform the simultaneous measurement of velocity and chemical species concentration in order to allow for the development of new models of combustion in turbulent flows.

[pt] O objetivo principal do presente trabalho foi investigar computacionalmente o escoamento e a dispersão de poluentes atmosféricos sobre topografias complexas tridimensionais em escala de laboratório. Foram realizadas simulações numéricas de escoamentos neutros e estavelmente estratificados sobre colinas e também sobre terreno plano. A modelagem matemática, baseada na solução das equações gerais de conservação, inclui o modelo de tensões de Reynolds para a turbulência e um modelo de duas camadas para o tratamento do escoamento na região próxima à parede. O código comercial Fluent (Versão 6.0.12), que emprega o método de volumes finitos, foi utilizado nas simulações computacionais. Os resultados numéricos foram comparados a dados obtidos em experimentos em túnel de vento disponíveis na literatura. Também foram realizadas comparações com resultados obtidos com a utilização do modelo (k menos épsilon) clássico. A comparação entre os resultados obtidos com as diversas modelagens numéricas e os dados experimentais mostrou que a utilização conjunta do modelo de tensões de Reynolds e do tratamento em duas camadas produziu os melhores resultados na predição do escoamento. O desempenho dessa modelagem foi particularmente superior na representação da recirculação no escoamento na região a jusante da colina. Com relação ao cálculo das concentrações, os resultados obtidos foram razoáveis nas regiões mais distantes da fonte quando comparados aos experimentais. Na região mais próxima à fonte emissora, foram calculadas concentrações excessivamente altas ao nível do solo. Estas discrepâncias foram atribuídas ao fato de ter-se utilizado um modelo de difusividade turbulenta isotrópica para os cálculos da dispersão turbulenta do poluente. Ainda assim, os campos de concentrações apresentados mostraram importantes aspectos qualitativos relativos ao problema como, por exemplo, os efeitos da estabilidade atmosférica na dispersão do poluente, que foram adequadamente previstos. / [en] The main objective of the present work was to investigate computationally the flow and the dispersion of atmospheric pollutants over three dimensional complex topographies in laboratory scale. The investigations included the numerical simulation on the neutral and stably stratified flows over hills and flat terrain. The mathematical model was based on the solution of the general conservation equations and included the Reynolds stress model for turbulence and a two layer zonal model for the flow treatment in the near wall region. The commercial code Fluent (Version 6.0.12), which is based on the finite volume method, was employed in the computational simulations. The numerical results were compared to data obtained in wind tunnel experiments, available in the literature. Comparisons were also made with results obtained by employing the standard (k less épsilon) model for turbulence. The comparisons between the experimental data and the numerical results showed that the combined use of the Reynolds stress model and the two layer treatment provided the best results for the flow representation. This modeling approach was particularly superior in representing the flow recirculation on the leeside of the hill. The predicted concentrations results were reasonably good at regions far away from the emission source. In the near source regions, the ground level concentrations were overestimated by the numerical modeling. These discrepancies were attributed to the employment of an isotropic turbulent diffusivity model in the turbulent dispersion calculations. Nevertheless, the calculated concentration fields represented well important qualitative features of PUC Rio.