DissertaÃ§Ã£o - Centro TecnolÃ³gico / UFES - Universidade Federal do ...

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32g ∂θTe∂zRi =2 ∂W ∂z.(2.6)Quando os perfis de Velocidade e Temperatura não são conhecidos, os gradientes podem seraproximados e um novo parâmetro, conhecido como número de Richardson bulk. serádefinido porRibulkg=θe∆θ∆z( ∆W )2,(2.7)onde∆ θ e ∆Wdeterminado intervalo de alturasão as variações de temperatura e velocidade, respectivamente, para um∆ z .Um outro indicador da estabilidade atmosférica que também é frequentemente utilizado é onúmero de Froude. Segundo Snyder (1981) (Apud. Zhang et. al, 1995) o número de Froude(Fr) é considerado o mais importante parâmetro individual para ser utilizado em simulaçõesda dispersão atmosférica estável. O número de Froude representa a razão entre as forças deempuxo e as forças de inércia em um fluido:FrUc= ,gd(2.6)onde U c e d são, respectivamente, a velocidade característica e escala de comprimento dofluido. O inverso da raiz quadrada do número de Froude é exatamente o número deRichardson bulk.Em estudos de dispersão atmosférica, este conceito é estendido para classificar a atmosfera deneutra a estável e, portanto o número de Froude pode ser descrito como uma função de N daseguinte forma:
33FrUcNd= ,(2.7)onde N é conhecido como a freqüência de Brunt-Väisälä e é escrito como:N g=− ρo∂ρ∂z1/ 2,(2.8)onde ρ é a densidade do ar e ρoé a densidade de referência.2.1.3 Escoamento e dispersão ao redor de um prédio cúbicoO escoamento na atmosfera se desenvolve, em geral, em regime turbulento, principalmente osescoamentos ao redor de obstáculos. O escoamento ao redor de obstáculos, apresentafenômenos de natureza complexa, com regiões de intensa recirculação e movimentosturbulentos, fortemente tridimensionais e anisotrópicos (Murakami, 1993; Peterka et al. 1985)representando um grande desafio para modelos matemáticos de descrição da turbulência(Santos, 2000). No caso do escoamento ao redor de prédios, a complexidade das estruturas doescoamento geradas pela presença do obstáculo, exige que a solução numérica do escoamentoe do campo de concentração, seja obtida a partir de modelos sofisticados que descrevem deforma mais precisa as estruturas de fluxo que ocorrem no escoamento. Essas estruturascomplexas são verificadas na Figura 4. Pode-se notar que as regiões importantes paradescrever o escoamento ao redor de prédios são estruturas claramente distintas.Como exposto na Figura 4, observa-se que o escoamento incidente é dividido pela presençado prédio e nesse ponto de divisão, ocorre a região de estagnação. As características dessaseparação são dependentes das dimensões do prédio.A combinação entre a vorticidade e a distribuição de pressões na parede frontal do prédio,resulta na alteração do escoamento gerando uma região de fluxo descendente próximo aochão. Consequentemente, essa alteração do escoamento conduz a separação do escoamento egeração de um vórtice. O vórtice formado é desenvolvido ao redor das laterais do prédio porefeito de convecção, formando uma estrutura conhecida como vórtice da ferradura (horseshoevortex). O vórtice primário induz à formação de outros vórtices menores, que são
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