Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/10464
Título: Avaliação do efeito de interferência de obstáculos no escoamento atmosférico sobre o mar: caso de estudo da ilha Berlenga
Autor: Silva, João Miguel Henriques da
Orientador: Estanqueiro, Ana Isabel
Silva, Fernando Marques da, 1955-
Palavras-chave: Camada limite atmosférica
Escoamento sobre montes
Fluido dinâmica computacional
Túnel de vento
Teses de mestrado - 2013
Data de Defesa: 2013
Resumo: Quando possível, usar-se uma pequena ilha como base de suporte para uma estação anemométrica, torna-se numa forma especialmente simples e económica de se realizar observações do vento sobre o mar. Porém, esta comportar-se-á como um obstáculo à passagem do vento, sendo que, dependendo da sua geometria e dimensão, o vento no topo da ilha pode aumentar ou diminuir de intensidade e ainda mudar de direção. Além disso, a forma como a intensidade do vento se comporta no topo do monte, pode ainda depender do perfil vertical da velocidade média horizontal do escoamento de aproximação e, este por sua vez dependerá das condições de estabilidade atmosférica na região. Neste trabalho avaliou-se o comportamento do escoamento atmosférico sobre a ilha Berlenga, com recurso à simulação computacional (programa CFD Fluent) e verificação em túnel de vento. O estudo decorreu essencialmente para um perfil de velocidades médias do escoamento sobre o mar ajustado pelo valor 0,065 do expoente alfa da lei de potência, decorrente das condições médias de instabilidade atmosférica estimadas pelo modelo de previsão atmosférico MM5 naquela região. Porém, a validação dos resultados numéricos foi realizada para um perfil de camada limite diferente do referido, apresentando este boa concordância com os resultados do túnel de vento. Os resultados numéricos mostraram que para o escoamento de aproximação à ilha com expoente de alfa 0,065, a velocidade do vento no setor dominante aumenta cerca de 21 % no topo da ilha (a 20 m da superfície), onde está situada a estação anemométrica, face ao escoamento no mar. Apesar de não validados em túnel de vento, alguns perfis verticais do vento horizontal obtidos sobre a ilha (dos 20 m aos 200 m) mostram-se suficientemente próximos das observações da estação LiDAR, prenunciando a adequabilidade dos dados do vento aí registados à caracterização do potencial eólico da região.
When it's possible to use a small island as a base ground to supporting an anemometric station, it becomes very simple and economic to perform wind observation above the sea. However the island will behave as an obstacle to the wind flow and depending of its shape and size, the wind velocity on the island top can increase or decrease and also change direction. Besides that the wind velocity behave on the hill top may also depend on the vertical profile of the mean horizontal wind approaching wind which in turn depends on the atmospheric stability in the region. In this work an evaluation of the atmospheric flow above the Berlenga Island is performed by a computational simulation (CFD Fluent software) verified by wind tunnel tests. The study was held for a mean horizontal wind profile above the sea fitting a power law exponent of 0,065 due to the mean unstable conditions of the atmosphere estimated by the atmospheric forecast model MM5 on that region. However validation was made using a different boundary layer profile, the numerical results being in good agreement with the wind tunnel results. The numerical results showed that for the approaching flow to the island with an 0,065 exponent profile, the wind velocity in the dominant sector increases to about 21% on the island top ( 20 m above the surface), where the anemometric station is placed, in relation to the sea flow. Besides some of the vertical wind profiles of the horizontal wind above the island (from 20 m to 200 m) were not validated by the wind tunnel, they show to be close enough to the observation made by a LIDAR station, foreshadowing the suitability of the wind data recorded there for the characterization of the wind potential in the region.
Descrição: Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
URI: http://hdl.handle.net/10451/10464
Aparece nas colecções:FC - Dissertações de Mestrado

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