Au programme Problématique Solutions envisagées Premiers test réalisés

Présentation au sujet: "Au programme Problématique Solutions envisagées Premiers test réalisés"— Transcription de la présentation:

1 Impact des effets thermiques sur la turbulence atmosphérique Approches numérique et expérimentale

2 Au programme Problématique Solutions envisagées Premiers test réalisés
Perspectives

3 Problématique en Couche Limite Convective sèche
Réglage préliminaire de la longueur de mélange 

4 CL convective sèche  Gradient de 

5 Introduction d’un contre-gradient
Pour y remédier: Introduction d’un contre-gradient Dθ=0.5K θ 1km

6 moments d’ordre 3 NEGLIGES
Equations de base advection PD de  tendance dissipation gradient du moment d’ordre 3 Dans modèle actuel, moments d’ordre 3 NEGLIGES

7 1D sans moment LES référence Bilan de ’² Dissipation
Production dynamique Transport turbulent 1D sans moment LES référence

8 2. Solutions envisagées Introduction d’un contre-gradient
Pour y remédier: Introduction d’un contre-gradient Dθ=0.5K θ 1km Implémenter les moments turbulents d’ordre 3 dans le modèle de turbulence

9 Formulations « simples » testées
Fittées sur des simulations de références (LES) W’’² W’²’ d(W’’²)/dz d(W’²’)/dz

10 3. Premiers tests réalisés
Cas de couches limites convectives sèches NIEUWSTAD atmosphère convective sèche sans vent flux faible (Qs=0.06 K.m.s-1) AYOTTE plusieurs cas d’atmosphère convective sèche zone d’inversion plus ou moins forte avec ou sans vent différents flux (Qs=[0.03 à 0.24 K.m.s-1])

11 Simulations 1D  Gradient de 

12 Cas d’Ayotte sans vent z/zi Bilan de ’² et W’’ z/zi 1D sans moments
Production dynamique Dissipation Transport turbulent Presso- corrélation thermique z/zi z/zi 1D sans moments 1D avec moments LES

13 Cas de couches limites convectives humides
RMV(g.kg-1)  Z(m) Profil initial LES Sans moment 1L Sans moment 2Lmilieu Avec moments 2Lmilieu Cas IHOP (Fleur Couvreux)

14 Implémentation de W’²’ et W’’²
5. Perspectives Augmentation de la longueur de mélange Cas d’atmosphère convective humide Cas d’atmosphère fortement convective sèche Trop de nuages Amélioration des simulations 1D Turbulence trop active Implémentation de W’²’ et W’’² Amélioration du profil de 

15 Conclure sur les paramétrisations « simples »:
# tests sur des cas d’atmosphères humides en 1D # tests sur des cas réels en 3D à 2.5km Implémenter la formulation en flux de masse pour les moments d’ordre trois Etude sur le cas d’atmosphère neutre via une expérience en veine, motivations: # w² <<(u²,v²) hyp. d’anisotropie à revoir # diagnostique de la longueur de mélange # développements et transitions de CL non validés

16 Quantités à mesurer 2 1 1: caractériser les conditions initiales
et la turbulence amont 2: mesures au sein de la CL neutre

17 2 plus en détail pour estimer
dissipation  TKE e longueur de dissipation l taille des tourbillons lm(z,x) longueur intégrale flux (ui’uj’) variances (ui’²) production dynamique gradients (/z ; /x) des quantités moyennes et turbulentes (flux, variances et moment d’ordre3) équations d’évolution

18 STOP ICI

19 Influence de la longueur de mélange
1L L

20 Influence de la longueur de mélange
1L L

21 Influence du coefficient d’échange de TKE
CTKE= CTKE=0.2

22 Cas d’Ayotte avec vent Bilan de ’² et W’’

23 Ok en sec mais pb en humide cf IHOP Et c’est la même sur BOOMEX!

24 Création de mouvements explicites irréalistes
Simulation à 1000m: Mauvaise paramétrisation du flux de température Fort gradient de température entre le sol et le haut de la CLA Création de mouvements explicites irréalistes

25 FG

26 Sans itérations t~ 0,1s Pour stabiliser, FG de différentes façons: passage des flux d’un pas de temps à l’autre méthode itérative méthode itérative + stabilisation par Laplacien

27 Termes linéaires en stable pour
Prémisses d’une étude de stabilité: Termes linéaires en stable pour Or

28 3. Premiers tests réalisés
Cas de couches limites convectives sèches CUXART LES: domaine: 6400m*6400m*2400m mailles : durée : 12050s C.I : profil imposé en Qs=0.06Kms-1 AYOTTE LES: domaine: 5000m*5000m*2000m mailles : durée : 7725s C.I : profil imposé en sans vent Qs=0.24Kms-1