Estudos dos mecanismos que influenciam o padrão de escoamento e transporte de massa do escalar passivo em diferentes configurações de matriz
Nome: NATHALIA RIBEIRO CORREA
Data de publicação: 03/02/2021
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| BRUNO FURIERI | Examinador Interno |
| ELISA VALENTIM GOULART | Presidente |
| FERNANDA CAPUCHO CEZANA | Examinador Externo |
| NEYVAL COSTA REIS JUNIOR | Coorientador |
Resumo: Os mecanismos que influenciam o padrão de escoamento e o transporte de massa do escalar passivo em ambiente urbano foram estudados. A compreensão da dispersão de poluentes não é algo simples de ser estudado pela complexidade que os obstáculos geram no escoamento atmosférico. Assim, existem lacunas que devem ser investigadas a fim de melhor entender os processos que atuam no transporte do poluente, sendo subsídio, por exemplo, no auxílio para tomadas de decisão em situações de emergência. Nesse estudo, foram avaliados o comportamento do escoamento e a dispersão de um escalar em diferentes configurações de matrizes. Primeiramente, avaliou-se o comportamento da pluma e a dispersão escoamento e as concentrações dentro e acima do dossel, por meio dos fluxos horizontais e vertical que atuam no transporte do escalar na matriz, em uma matriz de prédios cúbicos, alinhados e de mesma altura. Notou-se que as regiões de cânion capturam os poluentes devido a recirculação. Quanto aos fluxos escalares, percebeu-se que o fluxo vertical aumenta sua participação no transporte do poluente para fora do dossel à medida que se afasta da origem da fonte, principalmente nas intersecções. No entanto, pôde-se concluir que o fluxo horizontal é dominante no transporte do escalar dentro do dossel. Foi utilizado o modelo de rede de ruas e dados de referência de simulações de LES e DNS e de experimentos de túnel de vento em matrizes idealizadas, compostas por prédios de mesma altura e retangulares. O objetivo foi promover um efeito assimétrico na matriz, em contraposição a modelos idealizados em que as matrizes são compostas de prédios quadrados. A matriz de prédios retangulares aumenta a complexidade da análise do escoamento no dossel, por criar ruas longas, aproximando-se mais da realidade, principalmente de cidades europeias. Posto isso, avaliou-se a influência da direção do vento, da localização da fonte e da geometria dos prédios na matriz na dispersão de um escalar no dossel urbano. Corroborou-se a aplicação do modelo de ruas para estudos de dispersão urbana em matrizes idealizadas, mostrando que o modelo é capaz de prever o comportamento da pluma e dos perfis de concentrações médias, capturando os efeitos da dispersão topológica. A direção do vento, associada a localização da fonte mostrou que a canalização do escoamento é favorecida quando o escoamento se aproxima paralelamente à localização da fonte, resultando em concentrações médias são mais altas na direção do escoamento. Além disso, quanto a influência da geometria da matriz, ficou claro que o maior comprimento das ruas desfavorece o transporte vertical do escalar para fora do dossel. Assim, as concentrações decaem mais rapidamente dentro do dossel urbano quando a matriz é constituída de prédios quadrados.
