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Title: Modelagem matemática do escoamento médio do ar para áreas de floresta da Amazônia
Other Titles: Mathematical modeling of mean air flow for forest areas in the Amazon
Authors: Silva, Abrahão Queiroz da
metadata.dc.contributor.advisor1: Michiles, Alessandro Augusto dos Santos
Keywords: Modelagem Matemática;Escoamento do Ar;Mathematical Modeling;Air Flow
Issue Date: 27-Feb-2024
Publisher: Universidade do Estado do Amazonas
Citation: SILVA, Abrahão Queiroz da. Modelagem matemática do escoamento médio do ar para áreas de floresta da Amazônia. 2024. 80 f. TCC (Graduação em Matemática) - Universidade do Estado do Amazonas, Manaus.
metadata.dc.description.resumo: Devido à grande extensão da floresta Amazônica e de sua interação com o escoamento atmosférico, realizou-se um estudo de modelagem matemática que relaciona o tipo de distribuição vertical de matéria vegetal com este escoamento. Especificamente, consideraram-se dois modelos: um com densidade de área foliar constante com a altura, chamado de “retangular”, e outro com variação linear dessa densidade, crescente entre o nível do solo e um ponto de maior concentração de biomassa, 𝑧𝑚, e decrescente entre 𝑧𝑚 e o topo da floresta, chamado de “triangular”. Aplicaram-se estes modelos de biomassa na equação de Navier-Stokes, estruturando-se um termo que expressa a força de arrasto entre a folhagem e o ar, para se obter a descrição matemática do escoamento estacionário em áreas de floresta da Amazônia. Por meio da realização de testes com a variação dos parâmetros de entrada dos modelos obtidos, verificou-se maior sensibilidade em relação à viscosidade do ar, à variação horizontal de pressão e ao termo que expressa a taxa de absorção de quantidade de movimento do escoamento. Os resultados, de aplicação dos modelos matemáticos desenvolvidos para uma área de floresta da Amazônia, apresentaram boa correspondência com os perfis de velocidade do vento gerados com dados coletados na Reserva de Desenvolvimento Sustentável do Uatumã, com coeficientes de determinação (𝑅 2 ), para as estações seca e chuvosa, iguais a, respectivamente, 0,981 e 0,989. Conclui-se, então, que o modelo triangular, apesar de incluir mais variáveis em sua concepção e demandar mais esforço para se obterem soluções para as equações diferenciais que o descrevem, apresenta aproximações, aos dados observacionais, ligeiramente menores que o modelo retangular, que é mais simples e de obtenção e aplicação menos trabalhosas. PALAVRAS CHAVES: Modelagem Matemática; Escoamento do Ar; Amazônia.
Abstract: Due to the vast expanse of the Amazon rainforest and its interaction with atmospheric atmospheric runoff, a mathematical modeling study was carried out that the type of vertical distribution of plant matter with this runoff. Specifically, two models were considered: one with a leaf area density constant with height, called “rectangular”, and another with linear variation of this density, increasing between ground level and a point of greater concentration of concentration, 𝑧𝑚, and decreasing between 𝑧𝑚 and the top of the forest, called “triangular”. These biomass models were applied to the Navier-Stokes equation, structuring a term that expresses the drag force between the foliage and the air, to obtain a mathematical description of the stationary flow in areas of forest areas of the Amazon. By carrying out tests with variations in the input parameters of the models obtained, it was found to be more sensitive to air viscosity, horizontal pressure variation and the term that expresses the rate of the rate of absorption of the quantity of movement of the flow. The results of application of the mathematical models developed for a forest area in the Amazon forest area, showed good correspondence with the wind speed profiles generated with data collected in the Uatumã Sustainable Development Reserve. The results of application of the mathematical models developed for a forest area in the Amazon forest area, showed good correspondence with the wind speed profiles generated with data collected in the Uatumã Sustainable Development Reserve. Uatumã Sustainable Development Reserve, with coefficients of determination (𝑅 2) for the dry and rainy seasons, equal to 0.981 and 0.989, respectively. It can therefore be concluded that the triangular model, despite including more variables in its design and requiring more effort to obtain to obtain solutions to the differential equations that describe it, presents slightly smaller approximations to the observational data than the rectangular model. model, which is simpler and less laborious to obtain and apply. KEYWORDS: Mathematical Modeling; Air Flow; Amazon.
URI: http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/5818
Appears in Collections:ENS - Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação

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