Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the present study, using the Generalized Integral Transform Technique (GITT),
we derive a semi-analytical solution of the Navier-Stokes equation to obtain the mean wind
profile in the atmospheric boundary layer. The technique combines series expansion and an
integration employing an inverse-transform pair. The PBL is discretized into N sub-intervals
in such manner that inside each sub-region the eddy diffusivity is the average value, this allows
the use of realistic eddy diffusivity profiles, which depend on the physical characteristics of the
energy-containing eddies. The nonlinear terms are written in terms of kinematical properties
of the flow, such as divergence and vorticity, allowing the solutions to be interpreted in
terms of large-scale synoptic conditions. The model results are compared to observed wind
profiles obtained from the classical Wangara experiment. In addition, the results obtained by
the proposed model are compared with the unidimensional model solved by the method of
discretization, the model of two layers, with the logarithmic law and the Ekman model. The
method used was efficient for the problem studied, since it has presented results consistent
with those available in literature. / No presente estudo, usando a Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT),
deriva-se uma solução semianalítica para as Equações de Navier-Stokes aplicada à Camada
Limite Planetária (CLP). A técnica combina uma expansão em série com uma integração
por meio de um par de transformada-inversa. A CLP é discretizada em N subintervalos de
maneira que, dentro de cada sub-região, os coeficientes de difusão assumam valores médios, o
que nos permite utilizar perfis mais realísticos para o coeficiente de difusão e que dependem das
características dos turbilhões mais energéticos. Os termos não-lineares são escritos em função
das propriedades cinemáticas do escoamento, como divergência e vorticidade, permitindo que
a solução seja interpretada em termos das condições sinóticas de grande escala. O desempenho
do modelo estudado foi comparado com dados experimentais de vento medidos durante os
experimentos de Wangara. Adicionalmente, os resultados obtidos através do modelo proposto
são comparados com o modelo unidimensional resolvido pelo método de discretização, com
o modelo de duas camadas, com a Lei Logarítmica e com o modelo de Ekman. O método
empregado mostrou-se eficiente para o problema estudado, uma vez que apresentou resultados
coerentes com os disponíveis na literatura.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3883 |
| Date | 04 August 2009 |
| Creators | Buligon, Lidiane |
| Contributors | Goulart, Antonio Gledson de Oliveira, Degrazia, Gervásio Annes, Loredo-souza, Acir Mércio, Carvalho, Jonas da Costa, Acevedo, Otávio Costa |
| 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, 359fa047-68d9-4b7b-bc8b-003190d45d82, dcfd8acb-e2f5-401d-83ce-43fe1c1f8e00, 3a091966-a906-4740-978d-d10568ef6192, 225172e7-9715-4e1e-a5fb-e9fa54d9278c, dc582866-d220-4f7c-841a-68719e016a03, 63f19660-29dc-422e-990c-8461e608c11a |
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