Evaluación del Transporte Turbulento y los Cierres de Disipación en Modelado de Segundo Orden

Mostramos que las estadísticas de turbulencia de nuestros estudios de simulación de grandes remolinos (LES) de una capa límite convectiva están en excelente acuerdo con las del tanque de convección de laboratorio de Deardorff–Willis. Usando estos datos de LES, evaluamos las parametrizaciones contemporáneas para el transporte turbulento y la disipación en modelos de cierre de segundo orden de la capa límite convectiva. La parametrización de difusión por gradiente para el transporte turbulento tiene un mal desempeño, en gran parte debido a la influencia directa de la flotabilidad. Esto lleva a predicciones deficientes de los perfiles verticales de algunas estadísticas de turbulencia. También encontramos que las escalas de longitud características para las tasas de disipación mecánica y térmica que se utilizan típicamente en modelos de cierre de segundo orden son de un factor de 2–3 demasiado pequeñas; esto lleva a subpredicciones de los niveles de energía cinética turbulenta. Finalmente, encontramos que los presupuestos de flujo y varianza para escalares conservativos son sustancialmente diferentes en la difusión de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba. Para reproducir estas diferencias con precisión, parece necesario modelar el transporte turbulento, la covarianza de presión y los términos de destrucción molecular de manera diferente en la difusión de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba.