Resumo A turbulência atmosférica é um fenômeno instável encontrado na natureza e desempenha um papel significativo na previsão de eventos naturais e na previsão da vida de estruturas. Neste trabalho, a turbulência na camada limite superficial foi estudada por meio de métodos empíricos. Simulação computacional de Von Karman, métodos Kaimal foram avaliados para diferentes rugosidades superficiais e para intensidades de turbulência baixa (1%), média (10%) e alta (50%). Valores instantâneos de séries temporais de um minuto para vento turbulento longitudinal com velocidade média do vento de 12 m/s usando ambos os espectros mostraram forte correlação nas tendências de validação. A influência das escalas de comprimento integral na produção de energia cinética de turbulência em diferentes alturas é ilustrada. Séries temporais para velocidade média do vento de 12 m / s com rugosidade de superfície de 0,05 m mostraram que a variância para os componentes de velocidade longitudinal, lateral e vertical foram diferentes e considerados anisotrópicos. A densidade espectral da potência da velocidade do vento dos perfis de Davenport e Simiu também foi calculada na rugosidade da superfície de 0,05 m e comparada com inclinações k−1 e k−3 para a lei Kolmogorov k5/3 em subfaixa inercial e k−7 em viscoso faixa de dissipação. Em altas frequências, a inclinação logarítmica da lei Kolmogorov −5/3rd concordou bem com os espectros de Davenport, Harris, Simiu e Solari do que em baixas frequências.

Abstract Atmospheric turbulence is an unsteady phenomenon found in nature and plays significance role in predicting natural events and life prediction of structures. In this work, turbulence in surface boundary layer has been studied through empirical methods. Computer simulation of Von Karman, Kaimal methods were evaluated for different surface roughness and for low (1%), medium (10%) and high (50%) turbulence intensities. Instantaneous values of one minute time series for longitudinal turbulent wind at mean wind speed of 12 m/s using both spectra showed strong correlation in validation trends. Influence of integral length scales on turbulence kinetic energy production at different heights is illustrated. Time series for mean wind speed of 12 m/s with surface roughness value of 0.05 m have shown that variance for longitudinal, lateral and vertical velocity components were different and found to be anisotropic. Wind speed power spectral density from Davenport and Simiu profiles have also been calculated at surface roughness of 0.05 m and compared with k−1 and k−3 slopes for Kolmogorov k−5/3 law in inertial sub-range and k−7 in viscous dissipation range. At high frequencies, logarithmic slope of Kolmogorov −5/3rd law agreed well with Davenport, Harris, Simiu and Solari spectra than at low frequencies.