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Publicação
Simulação Numérica de Camada Limite Atmosférica no Estudo da Interação Aerodinâmica pela Ação do Vento em Edifícios
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A rugosidade aerodinâmica, quer seja ela de origem humana, como por exemplo edifícios,
ou de origem natural como árvores, tem uma influência no vento e cria assim a Camada
Limite Atmosférica (CLA).
Nesta dissertação apresenta-se um estudo numérico para a interação entre a CLA
gerada e um cubo, por forma a representar um edifício. Para a criação da CLA utilizam-se
tanto os perfis de velocidade como os parâmetros da rugosidade aerodinâmica disponível
no Eurocódigo 1 (EC1). Serão realizados dois casos de estudo, terreno do tipo I e II.
A simulação numérica é realizada no software comercial ANSYS Fluent 16.0 e são
analisados os resultados de três modelos de turbulência, modelo k − ε standard, k − ε
realizable e k − ω SST.
Antes de se realizar as simulações dos dois casos de estudo com os três modelos
de turbulência escolhidos, primeiro foram realizadas as simulações em domínio vazio e
analisou-se a estabilidade de vários parâmetros ao longo do domínio computacional.
Após a conclusão do estudo verificou se que apesar dos resultados serem satisfatórios
quando comparados com os documentados na bibliografia, o ANSYS Fluent apresenta algumas limitações na simulação deste tipo de escoamento. Nomeadamente na capacidade
de estabilidade das condições impostas na entrada do domínio computacional, e passando
por não reproduzir corretamente a flutuabilidade periódica da esteira do edifício.
Aerodynamic roughness, whether of human origin, such as buildings, or of natural origin such as trees, has an influence on the wind and thus creates the Atmospheric Boundary Layer (ABL). This dissertation presents a numerical study for the interaction between the generated ABL and a cube, in order to represent a building. For the creation of the ABL, both the velocity profiles and the aerodynamic roughness parameters available in Eurocode 1 (EC1) are used. Two case studies will be carried out, terrain type I and II. The numerical simulation is carried out in the commercial software ANSYS Fluent 16.0 and the results of three turbulence models are analyzed, model k − ε standard, k − ε realizable and k − ω SST. Before simulating the two case studies with the three chosen turbulence models, sim ulations were first carried out in an empty domain and the stability of several parameters was analyzed throughout the computational domain. After the conclusion of the study, it was found that despite the results being satisfactory when compared to those documented in the bibliography, ANSYS Fluent has some limitations in the simulation of this type of flow. Namely in the capacity of stability of the conditions imposed in the entrance of the computational domain, and passing for not correctly reproducing the periodic buoyancy of the building’s wake.
Aerodynamic roughness, whether of human origin, such as buildings, or of natural origin such as trees, has an influence on the wind and thus creates the Atmospheric Boundary Layer (ABL). This dissertation presents a numerical study for the interaction between the generated ABL and a cube, in order to represent a building. For the creation of the ABL, both the velocity profiles and the aerodynamic roughness parameters available in Eurocode 1 (EC1) are used. Two case studies will be carried out, terrain type I and II. The numerical simulation is carried out in the commercial software ANSYS Fluent 16.0 and the results of three turbulence models are analyzed, model k − ε standard, k − ε realizable and k − ω SST. Before simulating the two case studies with the three chosen turbulence models, sim ulations were first carried out in an empty domain and the stability of several parameters was analyzed throughout the computational domain. After the conclusion of the study, it was found that despite the results being satisfactory when compared to those documented in the bibliography, ANSYS Fluent has some limitations in the simulation of this type of flow. Namely in the capacity of stability of the conditions imposed in the entrance of the computational domain, and passing for not correctly reproducing the periodic buoyancy of the building’s wake.
Descrição
Palavras-chave
Simulação numérica ANSYS Fluent Camada limite atmosférica (CLA) Ação do vento em edifícios