Fechar

@PhDThesis{Pires:2009:EsCaLi,
               author = "Pires, Luciana Bassi Marinho",
                title = "Estudo da camada limite interna desenvolvida em fal{\'e}sias com 
                         aplica{\c{c}}{\~a}o para o Centro de Lan{\c{c}}amento de 
                         Alc{\^a}ntara",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2009",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2009-07-20",
             keywords = "camada limite interna, centro de lan{\c{c}}amento de 
                         Alc{\^a}ntara (CLA), t{\'u}nel de vento, fronteira imersas, 
                         fal{\'e}sias, internal bondary layer, Alc{\^a}ntara launching 
                         center (CLA), wind tunnel, immersed boundary, coastal cliffs.",
             abstract = "Estudou-se o desenvolvimento da Camada-Limite Interna (CLI) gerada 
                         no interior da Camada-Limite Atmosf{\'e}rica (PBL), formada por 
                         vento neutro incidente a 90° em fal{\'e}sia, e causada pelo 
                         desn{\'{\i}}vel da superf{\'{\i}}cie e a altera{\c{c}}{\~a}o 
                         abrupta da rugosidade. Utilizaram-se dados observacionais, 
                         simula{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica e ensaios em t{\'u}nel de 
                         vento. Numericamente, realizaram-se simula{\c{c}}{\~o}es DNS 
                         bidimensionais (2D) com a metodologia de fronteiras imersas para 
                         fal{\'e}sias de diversas alturas e formas geom{\'e}tricas. O 
                         c{\'o}digo foi validado com perfis de vento observados em torre 
                         anemom{\'e}trica (TA) de 70 m e velocidades pontuais medidas em 
                         mastros at{\'e} 15 m. Validado o c{\'o}digo, efetuaram-se 
                         simula{\c{c}}{\~o}es para diversas alturas de fal{\'e}sias e 
                         velocidade do vento. Realizou-se um estudo de caso para 
                         fal{\'e}sia de 40 m, representando o Centro de Lan{\c{c}}amento 
                         de Alc{\^a}ntara (2°19 S; 44°22' O). Os valores do n{\'u}mero de 
                         Reynolds (Re) variaram entre 10^2 e 10^7, sendo que as 
                         situa{\c{c}}{\~o}es da atmosfera s{\~a}o os maiores que 106. 
                         Realizaram-se, tamb{\'e}m, ensaios em um t{\'u}nel de vento (TV) 
                         adaptado para emular a PBL sobre fal{\'e}sias e limitados a Re 
                         igual a 7,5 x 10^4. Estas emula{\c{c}}{\~o}es experimentais 
                         foram numericamente bem simuladas, no que concerne {\`a} altura 
                         da CLI e {\`a} ocorr{\^e}ncia de bolhas de 
                         recircula{\c{c}}{\~a}o junto {\`a} borda da fal{\'e}sia, 
                         visualizadas pela t{\'e}cnica Velocimetria por Imagem de 
                         Part{\'{\i}}culas (PIV). Os ensaios, incluindo modelo da Torre 
                         M{\'o}vel de Integra{\c{c}}{\~a}o (TMI) a 150 m da borda 
                         citada, mostraram mais uma bolha de recircula{\c{c}}{\~a}o no 
                         topo da TMI, al{\'e}m de uma menos intensa a barlavento, afetando 
                         o escoamento a partir de 125 m da borda. Em adi{\c{c}}{\~a}o, 
                         realizaram-se no TV ensaios com incid{\^e}ncia do vento com os 
                         {\^a}ngulos de 55° e 45°, com os quais se p{\^o}de verificar a 
                         tridimensionalidade do escoamento, com resultados semelhantes, mas 
                         menos severos que os causados pela incid{\^e}ncia do vento a 
                         90^o. Logo, as simula{\c{c}}{\~o}es 2D realizadas com o 
                         c{\'o}digo num{\'e}rico, na realidade constituem a 
                         situa{\c{c}}{\~a}o mais extrema no que concerne {\`a} 
                         incid{\^e}ncia do vento em fal{\'e}sias. Os resultados obtidos 
                         neste estudo s{\~a}o, portanto, de grande utilidade para 
                         determinar cen{\'a}rios extremos causados pelos ventos a 
                         sotavento de fal{\'e}sias. Outrossim, este {\'e} o primeiro 
                         estudo num{\'e}rico de CLI mec{\^a}nica gerada por 
                         desn{\'{\i}}vel topogr{\'a}fico, combinando ensaios em TV e 
                         observa{\c{c}}{\~o}es micrometeorol{\'o}gicas, o qual 
                         tamb{\'e}m apresenta express{\~o}es emp{\'{\i}}ricas dos 
                         resultados. ABSTRACT: The development of the Internal 
                         Boundary-Layer (IBL) generated inside the Atmospheric 
                         Boundary-Layer (ABL), due to a neutral wind incident at 90° on a 
                         coastal cliff, and caused by step changes of both the surface 
                         level and roughness. Observational data, numerical simulations and 
                         wind tunnel experiments were used. Numerically, two-dimensional 
                         DNS simulations with the immersed boundaries method for 
                         ocean-cliffs of diverse heights and geometric forms were effected. 
                         The code was validated with wind profiles observed on a 70 m 
                         anemometric tower (AT) and punctual velocities measures on masts 
                         up to 15 m. With the code validated, simulations for various cliff 
                         heights and wind velocities, plus a case study for the 40 m 
                         ocean-cliff of the Alcantara Launching Center (2°19 S; 44°22' W) 
                         were carried out. The Reynolds number (Re) varied from 10^2 to 
                         10^7, and for the atmospheric cases it is greater than 106. Also, 
                         experiments in a wind tunnel (WT) adapted to emulate the ABL over 
                         coastalcliffs were made, limited to Re equal to 7.5 x 10^4. These 
                         emulations were numerically well simulated, concerning the height 
                         of the IBL, and the occurrence of a re-circulation bubble (RB) 
                         near the edge of the cliff, as visualized with the Particle 
                         Imaging Velocimetry (PIV) technique. The experiments including a 
                         model of the Mobile Integration Tower (TMI) at 150 m from the edge 
                         mentioned, showed another RB at the top of the TMI, plus a less 
                         intense one upwind, which affected the flow starting at 125 m from 
                         the edge. In addition, experiments were carried out in the WT with 
                         wind incidences of 55° e 45°, which showed the 3D nature of the 
                         flow, with results similar, but less severe, than the ones due to 
                         the 90^o incidence. Thus, this demonstrates that the 2D 
                         simulations with the numeric code actually constitute the most 
                         extreme case concerning the wind incidence on ocean-cliffs. So, 
                         the results of this study are of great value to determine extreme 
                         scenarios caused by winds downwind of ocean-cliffs. Finally, this 
                         is the first numerical study of the mechanical IBL generated by a 
                         topographic step change, which combines WT experiments and 
                         micrometeorological observations, and also presents empirical 
                         expressions for the results.",
            committee = "Alval{\'a}, Regina C{\'e}lia dos Santos (presidente) and Gielow, 
                         Ralf (orientador) and Fisch, Gilberto Fernando (orientador) and 
                         Oyama, Marcos Daisuke and Moreira, Davidson Martins and Souza, 
                         Acir M{\'e}rcio Loredo and Mendon{\c{c}}a, Marcio Teixeira de",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Study of the developed internal boundary layer downwind of coastal 
                         cliffs with application to the Brazilian launching center of 
                         Alc{\^a}ntara",
             language = "pt",
                pages = "165",
                  ibi = "8JMKD3MGP8W/35H3442",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP8W/35H3442",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "15 jun. 2024"
}


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