Ontwikkeling van ruwheidsmodellen voor multischaal topografie in neutrale en stabiele amosferische grenslagen

De atmosferische grenslaag (AGL) wordt beheerst door de interactie tussen het wind system en landtopografie. In veel gevallen heeft de topografie een multischaalkarakter met schalen die variëren van honderden meters tot submillimeter niveau. De voorstelling van multischaalruwheid in simulaties blijft een belangrijke uitdaging die nauwkeurigheid in toepassingen zoals wind energie, polluentendispersie, etc., beperkt. Tegenwoordig worden homogene ruwheidsmodellen gebruikt die gesuperponeerd worden op grote terreinkenmerken. In de laatste jaren werd echter vastgesteld dat ruwheidselementen kunnen leiden tot secundaire stroming, die in de buitenlaag van de grenslaag kan doordringen en leidt tot significante horizontale inhomogeniteit. Recent werd een theoretisch kader voorgesteld (Meyers, Ganapathisubramani & Cal 2019) dat ruwheidslengteschalen relateert tot secundaire stromingen in de buitenlaag. Dit laat toe om nieuwe modellen te formuleren die hiermee rekening houden. We beogen de ontwikkeling van dergelijke modellen voor grotewervelsimulatie van de AGL en de uitbreiding naar niet neutrale stratificatie. Waar studies in het verleden beperkt bleven tot neutrale condities, bestuderen wij voor het eerst multischaalruwheid in stabiele stratificatie met behulp van nieuwe experimenten in de gestratificeerde windtunnel van Portland State University. We voeren daarnaast ook directe numerieke simulaties uit die ons toelaten om winddraaiing en lage straalstromen te parametriseren.