Simulação numérica direta do escoamento estavelmente estratificado de Ekman a partir do Código Incompact3d
DOI:
https://doi.org/10.5902/2179460X30712Palavras-chave:
Simulação numérica direta, Camada de Ekman evoluindo, Camada limite estávelResumo
Em um ciclo diurno, diferentes manifestações de uma camada limite planetária são geradas por forçantes térmicos e mecânicos. Uma camada limite estável ocorre quando a superfície do solo possui menor temperatura do que o ar acima. Nesta camada, o cisalhamento do vento é o principal mecanismo de geração da turbulência. No presente estudo, uma simulação numérica direta de uma camada de Ekman sobre uma superfície é apresentada para estudar os distintos padrões turbulentos que ocorrem durante a evolução de uma camada limite neutra para uma camada limite fracamente estável. O estudo preliminar, exibe o aparecimento de estruturas turbulentas próximas a superfície, devido a imposição de uma estratificação.
Downloads
Referências
ANSORGE, C.; MELLADO, J. P. Global intermittency and collapsing turbulence in the stratified planetary boundary layer. Boundary-layer meteorology, Springer, v. 153, n. 1, p. 89–116, 2014.
CAUGHEY, S. J. Observed characteristics of the atmospheric boundary layer. In: Atmospheric turbulence and air pollution modelling. [S.l.]: Springer, 1984. p. 107–158.
CAVA, D.; MORTARINI, L.; GIOSTRA, U.; RICHIARDONE, R.; ANFOSSI, D. A wavelet analysis of low-wind-speed submeso motions in a nocturnal boundary layer. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Wiley Online Library, v. 143, n. 703, p. 661–669, 2017.
COLEMAN, G. N.; FERZIGER, J.; SPALART, P. A numerical study of the turbulent ekman layer. Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press, v. 213, p. 313–348, 1990.
FRISCH, U. Turbulence: the legacy of AN Kolmogorov. [S.l.]: Cambridge university press, 1995.
GOHARI, S. I.; SARKAR, S. Direct numerical simulation of turbulence collapse and rebirth in stably stratified ekman flow. Boundary-Layer Meteorology, Springer, v. 162, n. 3, p. 401–426, 2017.
KAIMAL, J.; WYNGAARD, J.; HAUGEN, D.; COTÉ, O.; IZUMI, Y.; CAUGHEY, S.; READINGS, C. Turbulence structure in the convective boundary layer. Journal of the Atmospheric Sciences, v. 33, n. 11, p. 2152–2169, 1976.
LAIZET, S.; LAMBALLAIS, E. High-order compact schemes for incompressible flows: A simple and efficient method with quasi-spectral accuracy. Journal of Computational Physics, Elsevier, v. 228, n. 16, p. 5989–6015, 2009.
LAIZET, S.; LAMBALLAIS, E.; VASSILICOS, J. A numerical strategy to combine high-order schemes, complex geometry and parallel computing for high resolution dns of fractal generated turbulence. Computers & Fluids, Elsevier, v. 39, n. 3, p. 471–484, 2010.
LELE, S. K. Compact finite difference schemes with spectral-like resolution. Journal of computational physics, Elsevier, v. 103, n. 1, p. 16–42, 1992.
MORTARINI, L.; STEFANELLO, M.; DEGRAZIA, G.; ROBERTI, D.; CASTELLI, S. T.; ANFOSSI, D. Characterization of wind meandering in low-wind-speed conditions. Boundary-Layer Meteorology, Springer, v. 161, n. 1, p. 165–182, 2016.
SHAH, S. K.; BOU-ZEID, E. Direct numerical simulations of turbulent ekman layers with increasing static stability: modifications to the bulk structure and second-order statistics. Journal of Fluid Mechanics, Cambridge University Press, v. 760, p. 494–539, 2014.
SPALART, P. R.; COLEMAN, G. N.; JOHNSTONE, R. Direct numerical simulation of the ekman layer: A step in reynolds number, and cautious support for a log law with a shifted origin. Physics of Fluids, AIP, v. 20, n. 10, p. 101507, 2008.
SUN, J.; MAHRT, L.; BANTA, R. M.; PICHUGINA, Y. L. Turbulence regimes and turbulence intermittency in the stable boundary layer during cases-99. Journal of the Atmospheric Sciences, v. 69, n. 1, p. 338–351, 2012.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Para acessar a DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE E EXCLUSIVIDADE E CESSÃO DE DIREITOS AUTORAIS clique aqui.
Diretrizes Éticas para Publicação de Revistas
A revista Ciência e Natura está empenhada em garantir a ética na publicação e na qualidade dos artigos.
A conformidade com padrões de comportamento ético é, portanto, esperada de todas as partes envolvidas: Autores, Editores e Revisores.
Em particular,
Autores: Os Autores devem apresentar uma discussão objetiva sobre a importância do trabalho de pesquisa, bem como detalhes e referências suficientes para permitir que outros reproduzam as experiências. Declarações fraudulentas ou intencionalmente incorretas constituem comportamento antiético e são inaceitáveis. Artigos de Revisão também devem ser objetivos, abrangentes e relatos precisos do estado da arte. Os Autores devem assegurar que seu trabalho é uma obra totalmente original, e se o trabalho e / ou palavras de outros têm sido utilizadas, isso tem sido devidamente reconhecido. O plágio em todas as suas formas constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Submeter o mesmo manuscrito a mais de um jornal simultaneamente constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Os Autores não devem submeter artigos que descrevam essencialmente a mesma pesquisa a mais de uma revista. O Autor correspondente deve garantir que haja um consenso total de todos os Co-autores na aprovação da versão final do artigo e sua submissão para publicação.
Editores: Os Editores devem avaliar manuscritos exclusivamente com base no seu mérito acadêmico. Um Editor não deve usar informações não publicadas na própria pesquisa do Editor sem o consentimento expresso por escrito do Autor. Os Editores devem tomar medidas de resposta razoável quando tiverem sido apresentadas queixas éticas relativas a um manuscrito submetido ou publicado.
Revisores: Todos os manuscritos recebidos para revisão devem ser tratados como documentos confidenciais. As informações ou ideias privilegiadas obtidas através da análise por pares devem ser mantidas confidenciais e não utilizadas para vantagens pessoais. As revisões devem ser conduzidas objetivamente e as observações devem ser formuladas claramente com argumentos de apoio, de modo que os Autores possam usá-los para melhorar o artigo. Qualquer Revisor selecionado que se sinta desqualificado para rever a pesquisa relatada em um manuscrito ou sabe que sua rápida revisão será impossível deve notificar o Editor e desculpar-se do processo de revisão. Os Revisores não devem considerar manuscritos nos quais tenham conflitos de interesse resultantes de relacionamentos ou conexões competitivas, colaborativas ou outras conexões com qualquer dos autores, empresas ou instituições conectadas aos documentos.
