%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m21c/2020/03.03.13.17
%2 sid.inpe.br/mtc-m21c/2020/03.03.13.17.06
%T Simulação do escoamento e da camada limite no Centro de Lançamento de Alcântara (MA) utilizando modelo de grandes turbilhões
%J Flow and boundary layer simulation using large eddy simulation
%D 2020
%8 2020-03-17
%9 Tese (Doutorado em Meteorologia)
%P 89
%A Couto, Vinicius Milanez,
%E Oyama, Marcos Daisuke (presidente),
%E Fisch, Gilberto Fernando (orientador),
%E Fernandes, Julio Pablo Reyes,
%E da Silva, Adaiana Francisca Gomes,
%E Goulart, Elisa Valentim,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K micrometeorologia, simulação de grandes turbilhões, método de reciclagem de turbulência, terreno complexo, micrometeorology, large eddy simulation, turbulence recycling method, complex terrain.
%X O Centro de Lançamento de Alcântara (MA) é o principal campo de lançamento de foguetes no Brasil. Por estar localizado na região litorânea e com a presença de uma falésia na interface com o oceano, há modificações no escoamento atmosférico, causando a origem e desenvolvimento de diversos fenômenos atmosféricos, como a intensificação do cisalhamento vertical do vento e do aumento da convecção, afetando a segurança das atividades ligadas as operações de lançamento. Diversas missões de campo coletaram dados observacionais que foram relevantes para obter diversas informações informações e para comparar ou validar com pesquisas experimentais em túnel de vento e com simulações atmosféricas computacionais. Neste trabalho avança no conhecimento científico do local, através do uso de um modelo atmosférico de alta resolução que utiliza a aproximação da simulação de grandes turbilhões, possibilitando resolver explicitamente os vórtices que são os principais responsáveis pela transferência de calor e momentum. Por causa da inserção de um degrau, representando a falésia no modelo, foi utilizado fronteiras não cíclicas com o método de reciclagem de turbulência nas fronteiras do eixo longitudinal. Foram realizadas 2 conjuntos de simulações, diferenciadas apenas pela presença ou não da Torre de Montagem e Integração, para um dia representativo da época seca do ano, durante os períodos diurno e noturno. Os resultados obtidos no trabalho são a formação de duas zonas de recirculação, a jusante e a montante da falésia, a formação de rolo convectivo no eixo longitudinal, caracterizado principalmente pelo vento vertical, e a formação de uma camada limite interna. O modelo também conseguiu representar os parâmetros micrometeorológicos com valores semelhantes as observações in situ realizadas e conseguiu representar a homogeneidade do escoamento atmosférico, tanto nos eixos horizontal e vertical. Inserindo a Torre de Montagem e Integração foi observado a modicação do escoamento, causado por este obstáculo adicional, criando zonas de recirculação, aumento da turbulência e do cisalhamento do vento próximo a superfície, que podem impactar no lançamento dos foguetes. ABSTRACT: The Alcântara Launch Center (MA) is the main rocket launch site in Brazil. As it is located in the coastal region and with the presence of a cliff at the interface with the ocean, there are changes in the atmospheric flow, causing the origin and development of several atmospheric phenomena, such as the intensification of vertical wind shear and the increase of convection, affecting the safety of activities related to launch operations. Several field missions have collected observational data that were relevant to obtain information and to compare or validate with experimental research in wind tunnel and with atmospheric computational simulations. This work advances the scientific knowledge of the site, through the use of a high resolution atmospheric model that uses the simulation of large eddies, making it possible to explicitly solve the vortices that are mainly responsible for heat transfer and momentum. Because of the insertion of a step, representing the cliff in the model, non-cyclical borderswere used with the turbulence recycling method at the borders of the longitudinal axis. Two sets of simulations were carried out, differentiated only by the presence or absence of the Assembly and Integration Tower, for a day representative of the dry season of the year, during the day and night periods. The results obtained in the work are the formation of two recirculation zones, downstream and upstream of the cliff, the formation of convective roll on the longitudinal axis, characterized mainly by the vertical wind, and the formation of an internal boundary layer. The model also achieved to represent the micrometeorological parameters with values similar to the in situ observations performed and managed to represent the homogeneity of the atmospheric flow, both in the horizontal and vertical axes. Inserting the Assembly and Integration Tower, the flow modification was observed, caused by this additional obstacle, creating recirculation zones, increased turbulence and wind shear close to the surface, which can impact the launch of the rockets.
%@language pt
%3 publicacao.pdf