B1.1 Fundamentos físicos do vento natural

A camada limite atmosférica é uma característica chave do vento natural. É definida pelo aumento da velocidade do vento (a partir de zero no solo) e pela diminuição da intensidade de turbulência com o aumento da altura, conforme apresentado na Figura 01. Para a medição de propriedades mecânicas em estruturas, é essencial replicar esta camada limite. Os ventos fortes típicos exibem e vigas térmicas neutros, onde as variações de temperatura e pressão com a altura são negligenciáveis para a maioria das aplicações práticas. Para descrever com precisão uma camada limite natural, é necessário definir parâmetros e condições específicos.

A camada limite atmosférica está dividida numa sub-camada viscosa, nas camadas de Prandtl e nas camadas de Ekman como mostra a Figura 01. Enquanto a subcamada viscosa é geralmente irrelevante para a modelação numérica, a camada Prandtl dominada pelo atrito estende-se até aproximadamente 100 metros de altura. Na camada de Ekman acima, o vento desvia na direção do vento geostrópico. A simulação dos fluxos de vento atmosférico negligencia geralmente a força de Coriolis, que é considerada conservativa para a maioria das aplicações em engenharia de vento.

Estática da camada atmosférica e características da camada limite segundo Koss [7]