Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work a parameterization for the transport terms of the turbulent kinetic energy
(TKE) budget equation, valid for a convective boundary layer (CBL) is presented. This is
a hard task to acomplish from experimental data, especially because of the difficulty associated
to the measurements of pressure turbulent fluctuations, which are necessary to
determine the pressure correlation TKE transport term. Thus, employing a large eddy symulation
(LES), all terms of the TKE budget equation were determined for a CBL. From
these data, polynomials that describe the TKE transport terms vertical profiles were adjusted
for a CBL. The found polynomial fits are a good description of the LES data, and
from them it is shown that a simple formulation that directly relates the transport terms to
the TKE magnitude has advantages on other parameterizations commonly used in CBL
numerical models. Furthermore, the present study shows that the TKE turbulent transport
term dominates over the TKE transport by pressure perturbations and that for most
of the CBL these two terms have apposite signs. The simulation consists of a full diurnal
PBL cycle utilizing, at the surface, a forcing obtained from experimental data, so that the
numerical experiment represents a more realistic case than a idealized CBL. / Neste trabalho, uma parametrização para os termos de transporte da equação de
balanço de energia cinética turbulenta (ECT), válida para uma camada limite convectiva
(CLC), é apresentada. Esta é uma tarefa complicada de ser realizada a partir de dados
experimentais, especialmente devido a dificuldade associada às medidas das flutuações
de pressão, que são necessárias para a determinação do termo de correlação de pressão.
Desta forma, empregando a simulação dos grandes turbilhões (LES, do inglês Large
Eddy Simulation), todos os termos da equação de balanço de ECT foram determinados
para a CLC. A partir desses dados, foram ajustados polinômios que descrevem os perfis
verticais dos termos de transporte para a CLC. Os polinômios obtidos fornecem uma boa
descrição dos dados da simulação LES, e em função deles é mostrado que uma formulação
simples, que se relaciona com os termos de transporte a partir da ECT, apresenta
vantagens em relação a outras paramametrizações comumente empregadas em modelos
numéricos para a CLC. Além disso, o presente estudo mostra que o termo de transporte
turbulento domina sobre o transporte devido a flutuações de pressão, e que para a maior
parte da extensão vertical CLC estes dois termos tem sinais opostos. A simulação consiste
em um ciclo diário da CLP, utilizando como forçante de superfície dados obtidos
experimentalmente, assim o experimento numérico representa um caso mais realista que
uma simulação de CLC estacionária.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3899 |
| Date | 15 December 2011 |
| Creators | Puhales, Franciano Scremin |
| Contributors | Degrazia, Gervásio Annes, Rizza, Umberto, Goulart, Antonio Gledson de Oliveira, Acevedo, Otávio Costa, Buligon, Lidiane |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Física, UFSM, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100500000006, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 0cdbcef7-157f-4afc-832e-3ef4278782cc, 135632d2-981a-4539-abb1-6b79483354fc, 1c32bf3f-c20c-4471-ab67-43bceb349dc4, 082a7dd4-c4c8-4096-be81-096f831a096f, 63f19660-29dc-422e-990c-8461e608c11a, 75b1f97b-787d-4580-bc85-e2e3177a39c7 |
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