Os movimentos turbulentos são caracterizados por flutuações instantâneas de velocidade, temperatura e outros escalares. Como conseqüência destas flutuações, o estado turbulento em um fluido contribui significativamente no transporte de momentum, calor e massa. Define-se turbulência como um estado de escoamento do fluido no qual as variáveis instantâneas exibem flutuações irregulares e aparentemente aleatórias tal que, na prática, apenas propriedades estatísticas podem ser reconhecidas e submetidas a uma análise. O estudo dos fenômenos de transporte fica dificultado, sobremaneira, pela presença destas flutuações. Qualquer simplificação na análise dos efeitos da turbulência é extremamente vantajosa do ponto de vista físico, matemático e numérico. A busca constante por tais simplificações é um dos principais objetivos no desenvolvimento de novos modelos de turbulência. Este artigo tem como objetivo fazer uma revisão sobre o fenômeno da turbulência e sua modelagem, onde são apresentados os seus fundamentos teóricos e as principais técnicas de abordagem utilizadas na modelagem do fenômeno.

The movements are characterized by turbulent fluctuations in instantaneous speed, temperature and other scalars. As a consequence of these fluctuations, the turbulent state in fluid contributes significantly to transport momentum, heat and mass. Turbulence is defined as a state of the flow in which the time dependent variables exhibit irregular fluctuations which are seemingly random such that, in practice, only statistical properties can be recognized and subjected to analysis. The study of transport phenomena is greatly hampered by the presence of these fluctuations. Any simplification in the analysis of the effects of turbulence is extremely advantageous in physical, mathematical and numerical terms. The constant search for such simplifications is one of the main goals in the developing of new models of turbulence. This article aims to review the phenomenon of turbulence and its modeling, focusing on its theoretical foundations and on the main technical approaches used in the modeling of the phenomenon.

O presente estudo teve por objetivo realizar modelagens de diferentes cenários de derramamentos de óleo em blocos de petróleo (BM-CUM-1, BM-CUM-2, J-M-259 e ES-M-418) em áreas adjacentes ao Recife de Abrolhos, a fim de verificar o efeito da maré no espalhamento do óleo na plataforma leste brasileira. Foram realizadas simulações de 30 dias de derramamento de óleo de grau API (American Petroleum Institute ) intermediário, utilizando como ferramenta o modelo OSCAR (Oil Spill Contingency and Response), sendo alimentado com dados hidrodinâmicos simulados pelo modelo POM (Princeton Ocean Model ) e dados de vento sinótico simulados pelo modelo ETA, o qual foi alimentado com dados de reanálise do NCEP. Os períodos abordados foram o inverno e o verão do ano de 1989 e os resultados foram discutidos em termos das variações de intensidade e direção do espalhamento causado pelo vento sinótico de cada estação, assim como pelos processos de mesoescala e pela maré. O efeito causado pela maré foi analisado através da comparação de simulações com e sem maré. Concluiu-se que a maré influenciou fortemente nos resultados probabilísticos de destino do óleo nos cenários de derramamento. Muitos fatores mostraram influenciar nesse destino do espalhamento do óleo com a ausência dos processos supra-inerciais, como a localização geográfica do derramamento, os ventos predominantes e o comportamento da maré na região. A ausência da maré nos dados hidrodinâmicos não permitiu encontrar os cenários de pior caso de derramamento em simulações nos blocos BM-CUM-1, BM-CUM-2 e J-M-259, principalmente no verão com a utilização de óleo intermediário, subestimando os cenários reais de derramamento.

This study presents a comparative analysis of several theoretical oil spill scenarios occurring in the vicinity of the Abrolhos Reefs, a preservation area located off the Brazilian east coast. The following petroleum blocks were considered in the study: BM-CUM-1, BM-CUM-2, J-M-259 and ES-M-418, to verify the effect of the tide on the oil spreading on the continental shelf in the eastern Brazilian. The probabilistic oil spill simulations were carried out for 30 days and considered an oil of intermediate API (American Petroleum Institute) type. The simulations were performed by the OSCAR (Oil Spill Contingency and Response) model which was fed by synoptic wind data and hydrodynamic data simulated by the POM (Princeton Ocean Model) model. Two distinct seasonal scenarios were studied: the austral winter and the austral summer of 1989 and the results were discussed in terms of seasonal variability caused by the winter/summer winds and differences in mesoscale instabilities. The effect caused by tidal currents was analyzed through the comparison between simulations with and without the tides. It was concluded that the tide strongly influenced the probabilistic results of fate of oil in the spill scenarios. Many factors have influenced this fate of the spreading of oil in the absence of supra-inertial processes, such as the location of the spill, the behavior of the prevailing winds and tides in the region. The tide absence in the hydrodynamic data did not found the worst case scenarios of the spill in simulations in blocks BM-CUM-1, BM-CUM-2 and J-M-259, mainly in summer with use of intermediate oil, underestimating the real scenarios of spill.

A análise energética é uma importante ferramenta diagnóstica para a identificação de processos dinâmicos associados a eventos de conversão de energia no oceano. Esta análise, de uma forma sucinta, procura mostrar as interações energéticas que ocorrem entre os campos médio e turbulento de um determinado escoamento geofísico, bem como as transferências entre os reservatórios de energia nos oceanos. Estes processos são sumarizados pelo Diagrama de Lorenz que representa, através de quatro caixas, os reservatórios das energias cinética média, cinética turbulenta, potencial média e potencial turbulenta do escoamento do fluido geofísico, identificando as interações que ocorrem entre estas quatro formas de energia, bem como as trocas com o meio externo (fontes e sumidouros). Notadamente a literatura especializada é escassa em textos que detalhem os diversos mecanismos de conversão energética entre as principais formas de energia nos oceanos, havendo algumas publicações que, dependendo da abordagem, detalham apenas alguns deles. Este trabalho apresenta uma revisão sobre o assunto, reunindo informações de diversas fontes e tendo como objetivo principal a construção, passo a passo, do Diagrama de Lorenz, com suas respectivas formulações. A discussão de cada termo do Diagrama é apresentada objetivamente, o que possibilitará um melhor entendimento desta ferramenta, a qual é de real importância para a sumarização de uma estimativa energética para uma dada região do oceano.

The energetic analysis is an important diagnostic tool for the identification of dynamic processes associated with events of energy conversion in the ocean. In brief, that analysis shows the energetic interactions which are taking place among the mean and eddy fields of a certain geophysical flow, as well as the transfers involved between the reservoirs of energy in the oceans. Those processes are detailed in the Lorenz Diagram which links, through four boxes, the reservoirs of the mean kinetic energy, eddy kinetic energy, mean potential energy and eddy potential energy of the flow. Moreover, the Diagram identifies the interactions that occur between those four energy forms, as well as the exchanges through the boundaries (sources and sinks). After an extensive review, we have identified that the specialized literature lacks in texts which detail the several mechanisms of energetic conversion among the main forms of energy in the oceans, with most publications detailing only part of those components. This article presents a detailed review on this subject, gathering information of several sources and having as main objective the step by step construction of the Lorenz Diagram, with their respective formulations. The discussion of each term of the Diagram is presented objectively thus enabling a better understanding of this tool, which is instrumental in summarizing the energy processes at a given area of the ocean.