Gradient-Diffusion Closure and the Ejection-Sweep Cycle in Convective Boundary Layers
MODELOS DE FECHAMENTO DE DIFUSÃO TURBULENTA E OS CICLOS DE VARREDURAS E EJEÇÕES EM CAMADAS LIMITE CONVECTIVAS
| dc.creator | Ghannam, Khaled | |
| dc.creator | Duman, Tomer | |
| dc.creator | Katul, Gabriel | |
| dc.creator | Chamecki, Marcelo | |
| dc.date | 2016-07-20 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-27T19:28:58Z | |
| dc.date.available | 2023-09-27T19:28:58Z | |
| dc.identifier | https://periodicos.ufsm.br/cienciaenatura/article/view/21576 | |
| dc.identifier | 10.5902/2179460X21576 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8938845 | |
| dc.description | The inadequacy of conventional gradient-diffusion closure in modeling turbulent heat flux within the convective atmospheric boundary-layer is often alleviated by accounting for nonlocal transport. Such nonlocal effects are a manifestation of the inherent asymmetry in vertical transport in the convective boundary layer, which is in turn associated with third-order moments (skewness and fluxes of fluxes). In this work, the role of these third-order moments in second-order turbulence closure of the sensible heat flux is examined with the goal of reconciling the models to various closure assumptions. Surface layer similarity theory and mixed-layer parametrizations are used here, complemented by LES results when needed. The turbulent heat flux with various closure assumptions of the flux transport term is solved, including both local and nonlocal approaches. We connect to ejection-sweep cycles in the flow field using the GramCharlier cumulant expansion of the joint probability distribution of vertical velocity and potential temperature. In this nonlocal closure, the transport asymmetry models that include the vertical velocity skewness as a correction term to H originate from ejection-sweep events. Vertical inhomogeneity results in a modified-skewness correction to the nonlocal contribution to the heat flux associated with the relative intensity of ejections and sweeps. | en-US |
| dc.description | As limitações do modelo de gradiente-difusão para o fechamento do fluxo turbulento de calor sensível na camada limite atmosférica convectiva é muitas vezes compensada introduzindo-se termos de transporte não-local. Esse transporte é resultante da assimetria inerente ao transporte vertical na camada limite convectiva, que por sua vez está associada aos momentos de terceira ordem (coeficiente de assimetria e fluxos dos fluxos). Nesse trabalho, o papel desses momentos de terceira ordem é examinado com o objetivo de reconciliar os modelos acima citados com diversas hipóteses de fechamento. São utilizadas teoria de similaridade da camada superficial e parametrizações da camada misturada, complementadas por resultados de LES. O valor de H é obtido utilizando hipóteses de fechamento para o termo de transporte de fluxo (), incluindo abordagens locais e não-locais. T é relacionado a ciclos de ejeção-varredura do escoamento através da expansão de Gram-Charlier para a probabilidade conjunta das distribuições de velocidade vertical e temperatura potencial. Nesse fechamento não-local, eventos de ejeção-varredura influenciam modelos de assimetria do transporte que utilizam o coeficiente de assimetria da velocidade vertical para corrigir H. A não-homogeneidade vertical resulta em uma modificação da correção à contribuição não-local ao fluxo de calor, associada à intensidade das ejeções e varreduras. | pt-BR |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | eng | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | en-US |
| dc.relation | https://periodicos.ufsm.br/cienciaenatura/article/view/21576/pdf | |
| dc.source | Ciência e Natura; Vol. 38 (2016): SPECIAL EDITION: IX WORKSHOP BRASILEIRO DE MICROMETEOROLOGIA; 552-555 | en-US |
| dc.source | Ciência e Natura; v. 38 (2016): EDIÇÃO ESPECIAL: IX WORKSHOP BRASILEIRO DE MICROMETEOROLOGIA; 552-555 | pt-BR |
| dc.source | 2179-460X | |
| dc.source | 0100-8307 | |
| dc.subject | Convective boundary layer. Second-order closure. Ejection-sweep cycle. | en-US |
| dc.subject | Camada-limite convectica. Modelo de fechamento de segunda ordem. Ciclos ejeção-varredura. | pt-BR |
| dc.title | Gradient-Diffusion Closure and the Ejection-Sweep Cycle in Convective Boundary Layers | en-US |
| dc.title | MODELOS DE FECHAMENTO DE DIFUSÃO TURBULENTA E OS CICLOS DE VARREDURAS E EJEÇÕES EM CAMADAS LIMITE CONVECTIVAS | pt-BR |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/article | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion |