Simuladores OSIFOG — OpenEarth & OpenWind

Simulador 02

Perfil de vento atmosférico para OpenRocket · MOST + Pasquill-Gifford + Ekman

GFS · Historical Forecast Monin-Obukhov Open-Meteo API Espiral de Ekman

📖 Sobre

⚙ Configurar

📄 CSV

🌡 Atmosfera

🚀 OpenRocket

01 — O problema

Por que o vento importa em simulações de foguetes?

O OpenRocket simula trajetórias balísticas de foguetes. O vento é o principal fator de desvio lateral — especialmente nos primeiros segundos, quando a velocidade é baixa. Um perfil constante ignora que o vento muda completamente com a altitude.

Na prática, o vento a 10 m AGL pode ser 3× menor que a 500 m AGL, e a direção pode girar 20–40° entre a superfície e o apogeu. Usar um valor único subestima o desvio em condições instáveis.

🎯
Precisão de pouso
Perfil real reduz erro de predição de zona de impacto em até 60% vs. vento constante
📐
Margem de estabilidade
Rajadas e cisalhamento afetam ângulo de ataque — crítico para foguetes com baixa margem CP-CG
🛡️
Segurança de range
Simular com perfil realista define a elipse de queda com muito mais confiança

02 — Pipeline de dados

De onde vêm os dados?

O OpenWind combina duas fontes de previsão numérica global (NWP) com um modelo próprio de camada limite. A fonte é selecionada automaticamente pela data.

GFS — Global Forecast SystemNOAA / hoje +15 dias

Modelo espectral global do NOAA, 4×/dia. Grade de ~13 km, 127 níveis verticais. Disponível para previsões de 0 a 15 dias.

api.open-meteo.com/v1/forecast

Historical ForecastArquivo desde 2022

Reanálise de alta resolução GFS/ECMWF-ERA5. Resolução temporal de 1 hora. Datas 2022–hoje.

historical-forecast-api.open-meteo.com

Níveis de pressão30 níveis ISA

30 níveis isobáricos: 1000 a 10 hPa. Cada nível é convertido para altitude AGL. Níveis abaixo do terreno são descartados.

hPa → m MSL: 44330·(1−(p/1013.25)^0.1903) − elevação

Síntese da camada limite — OpenWindModelo próprio

Os modelos NWP têm resolução vertical grossa exatamente onde o vento mais muda (0–500 m AGL). O OpenWind preenche esse vácuo com MOST, lei potência e espiral de Ekman. Espaçamento adaptativo: 5 m até 50 m, 10 m até 200 m, 25 m acima.

Níveis sintetizados marcados [SINTETIZADO PG:X] no CSV

OpenWind_File.csv — saída finalOpenRocket ready

Níveis sintéticos + níveis observados, ordenados por altitude AGL. Colunas: altitude (m AGL), speed (m/s), direction (°), stddev (m/s).

altitude,speed,direction,stddev

03 — Anatomia do CSV

Como ler o arquivo gerado

OpenWind_File.csv — estrutura anotada

# OpenWind_File.csv — OpenWind # Fonte obs.: GFS Seamless (NOAA via Open-Meteo) ← fonte NWP usada # Terreno: Campo aberto (z0=0.03 m, alpha=0.15) ← rugosidade e expoente # Local: 22.0000°S, 46.5000°W | Terreno: 850 m MSL # Data/hora: 2025-11-15T15:00Z UTC # Níveis obs: 12 | Níveis sint: 18 ← quantos de cada tipo altitude,speed,direction,stddev # [SINTETIZADO - terreno:open z0=0.03m PG:C] ← classe de estabilidade 2,1.823,248.3,0.241 287,5.120,252.0,0.410 ← primeiro nível observado

04 — Modelo físico

Equações da camada limite

4a. Pasquill-Gifford: baseado na hora solar local e velocidade de referência.

Classe	Condição	L de Obukhov (m)	Aσ
A	Dia, <2 m/s — muito instável	−10	2.7
B	Dia, 2–3 m/s — instável	−25	2.5
C	Dia, 3–5 m/s — levemente instável	−80	2.3
D	Vento forte — neutra	±∞	2.2
E	Noite, 2–4 m/s — levemente estável	+100	1.9
F	Noite, <2 m/s — muito estável	+30	1.6

MOST — velocidade na camada superficial (<200 m AGL)

u(z) = (u★ / κ) · [ln(z / z₀) − ψ_m(z/L) + ψ_m(z₀/L)]

u★ — velocidade de fricção · κ = 0.41 · z₀ — rugosidade do terreno · L — comprimento de Obukhov

Espiral de Ekman — direção do vento

H_E = 0.25 · u★ / f Δφ(z) = Δφ_max · e^{−z / H_E}

f = 2Ω·sin(|φ|) — parâmetro de Coriolis · H_E — profundidade de Ekman

Altitude máxima AGL

Altitude máxima (m acima do solo)Somente níveis com altitude ≤ este valor são incluídos.

Local de lançamento

Latitude (°)Sul = negativo

Longitude (°)Oeste = negativo

Altitude terreno (m MSL)Altitude MSL do ponto

Data e hora do lançamento (UTC)

Data

Hora UTC

Tipo de terreno

Selecione um tipo de terreno acima.

Fonte selecionada automaticamente

—

Selecione uma data acima

○Configure e clique em "Gerar OpenWind_File.csv" na aba ⚙ Configurar.

🌡

Gere o perfil primeiro para ver os dados de atmosfera.

Siga os passos abaixo para importar o perfil no OpenRocket.

── Passo 1: Importar o perfil de vento Edit › Simulation options › Wind › Custom wind → Clicar em Import CSV → Selecionar o arquivo OpenWind_File.csv ── Passo 2: Configurar o diálogo de importação CSV file has a header row: ✓ MARCADO Field Separator: , (vírgula) Altitude → coluna: altitude unidade: m Speed → coluna: speed unidade: m/s Direction → coluna: direction unidade: ° Std Dev → coluna: stddev unidade: m/s ALTERAR ALTITUDE REFERENCE: ABOVE GROUND LEVEL (AGL) ── Passo 3: Configurar a atmosfera Edit › Simulation options › Atmosphere O OpenRocket pede apenas dois valores — temperatura e pressão referentes ao solo da base de lançamento: → Temperatura: — (gere o perfil primeiro) ↳ temperatura do ar a ~2 m de altura no local de lançamento → Pressão: — (gere o perfil primeiro) ↳ pressão atmosférica ao nível do solo na base (nível do terreno, não do mar)

⚠ Linhas [SINTETIZADO] no CSV são produzidas pelo modelo de camada limite física: MOST (Monin-Obukhov) com correção Businger-Dyer, lei potência acima, espiral de Ekman para direção e classificação Pasquill-Gifford. Para foguetes recreativos (< 3 km) são física e estatisticamente realistas.