TKE - UQAM

Couche limite et
micrométéorologie
Les équations de la couche limite :
Énergie cinétique turbulente
Éolienne du parc éolien Le Nordais, Québec, Canada

Plan
Énergie cinétique turbulente
Équation d’énergie
Advection Production dynamique
Production thermique
Transport
Dissipation
Exemple d’application

Échelles de vitesse, température et humidité
dans la couche de surface
Les flux turbulents dans la couche de surface sont pratiquement constants
(varient moins de 10 %). On les utilise pour définir des échelles de grandeur
caractéristiques de la couche de surface :
_____
,,
*
u u w
_____
,,
**
sl s
w
u
_____
,,
**
sl s
wq
qu
Vitesse de friction Échelle de température Échelle d‘ humidité

Énergie cinétique turbulente : TKE
2 2 2 2 2 2
0,5 0,5 u v w TKE u v w
Une mesure de l’intensité de la turbulence est l’estimation de l’énergie cinétique
turbulente par unité de masse : TKE
La turbulence est produite à l’échelle de l’épaisseur de la couche limite
et la production est :
Mécanique : par la variation spatiale du vent (cisaillement du vent)
Thermique : par la force de flottabilité due à l’instabilité thermique
de l’atmosphère

Cascade d’énergie turbulente
« Big whirls have litle whirls that feed on their velocity,
and litle whirls have lesser whirls
and so on to viscosity
-in the molecular sense ».
L. F. Richardson, 1922