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

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.