Lista de exercícios resolvidos de introdução à turbulência atmosférica

Introdução à Turbulência
Primeira Lista de Exercícios
Daniela Bertolini Depizzol

o

Prof.

o

Dr.

Maxsuel Marcos Rocha Pereira
1 de maio de 2006

1

Introdução

No presente trabalho é considerado que numa torre meteorológica são medidas a velocidade do vento, a umidade do ar e a temperatura em duas alturas diferentes: z0 = z1 = 0, 02 m e z2 = 10 m; e em três condições diferentes: instável, neutra e estável; como esquematizado na gura 1.

Figura 1: Esquematização do problema.
Os valores obtidos nessas medições foram U0 = 0 m/s, θ0 = 300 K e q0 = 10 g/kg na altura z1 , que representam a velocidade, a temperatura e a umidade do ar, respectivamente. Já na altura z2 , os valores obtidos são dados na tabela 1.
1

Variável

Condição 1 Condição 2 Condição 3
U2 (m/s)
7,54
2,49
5,32
θ2 (K )
296,95
300,22
299,98
q2 (g/kg )
8,78
10,09
9,99
zi ou h (m)
1000
100
1000
Tabela 1: Dados coletados na altura z2 nas três condições de estabilidade.
São ainda considerados, o conjunto de parâmetros das funções universais e o respectivo intervalo de validade obtido para o experimento de Kansas,
1971.
Diante do quadro apresentado, foram executados vários cálculos de propriedades atmosféricas utilizando os programas Microsoft Visual Basic 6.0 e o software livre R. Os resultados são apresentados nas questões que seguem abaixo. 2

Questão 1

Encontrar os parâmetros que caracterizam a estrutura da turbulência na
Camada Limite Supercial (CLS) para as três condições descritas na tabela
1, utilizando o Método Aerodinâmico Gradiente.
O Método Aerodinâmico Gradiente consiste na execução de uma seqüência de procedimentos que, dentre outras coisas, tem como nalidade encontrar parâmetros que descrevam o comportamento da CLS, utilizando valores de certas condições especicadas e medidas em campo (tabela 1).
Após a execução desse procedimento para os dados da tabela 1, encontramos os resultados exibidos da tabela 2.
O primeiro