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Estudo sobre as trocas entre a superfície do planeta e a atmosfera utilizando Large-Eddy Simulation

Processo: 19/14371-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência (Início): 01 de julho de 2019
Vigência (Término): 30 de junho de 2021
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
Pesquisador responsável:Livia Souza Freire Grion
Beneficiário:Livia Souza Freire Grion
Instituição-sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:18/24284-1 - Estudo sobre as trocas entre a superfície do planeta e a atmosfera utilizando Large-Eddy Simulation, AP.JP
Assunto(s):Turbulência atmosférica

Resumo

A região que corresponde as primeiras centenas de metros da atmosfera, conhecida comocamada-limite atmosférica (CLA), concentra todas as trocas de energia, gases e partículas entre a atmosfera e os elementos que compõem a superfície do planeta. Ela possui um escoamentoturbulento cuja representação computacional mais fiel se dá pela técnica Large-Eddy Simulation (LES). Nessa técnica, os processos físicos que ocorrem na CLA são simulados em um domínio tri-dimensional, permitindo não só o estudo detalhado do transporte turbulento, como também a validação de modelos simplificados necessários em outros estudos ambientais e meteorológicos. Um dos problemas do uso dessa técnica, entretanto, está na representação da turbulência próximo à superfície, já que o alto custo computacional da simulação força o primeiro ponto de grade a estar a alguns metros do chão, acima da região onde ocorrem diversas trocas. Nesse projeto é proposto o uso do modelo uni-dimensional One-Dimensional Turbulence (ODT) na representação das trocas de superfície dentro do LES. No ODT o escoamento é simulado ao longo de uma linha, e as trocas turbulentas são representadas por um modelo estocástico. Ao inserir um ODT em cada célula do LES adjacente à superfície, é possível simular trocas verticais instantâneas entre a atmosfera e elementos presentes na superfície. Durante essa primeira fase do projeto será realizado o desenvolvimento e validação do acoplamento ODT-LES, a ser realizado pela bolsista JP.