Estimativa de parâmetros aerodinâmicos em estruturas com a utilização da dinâmica dos fluidos computacional

• Main Author: SARMENTO, Carlos Vitor da Silva
• Other Authors: http://lattes.cnpq.br/0171120821110850
• Language: br
• Published: Universidade Federal de Pernambuco 2016
• Subjects: Engenharia Civil; Dinâmica dos Fluidos; Computacional; Túnel de Vento; Coeficiente de Arrasto
• Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/14949

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias ([e-mail]) on 2016-01-20T17:20:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) CARLOS VITOR DA SILVA SARMENTO-2015-ESTIMATIVA DE PARÂMETROS AERODINÂMICOS.pdf: 8960155 bytes, checksum: 851fb91ee392cc0fd675243f7ff16912 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-01-20T17:20:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) CARLOS VITOR DA SILVA SARMENTO-2015-ESTIMATIVA DE PARÂMETROS AERODINÂMICOS.pdf: 8960155 bytes, checksum: 851fb91ee392cc0fd675243f7ff16912 (MD5) Previous issue date: 2015-05-22 === Estruturas estão constantemente sujeitas a ações dinâmicas do vento. O procedimento padrão de análise de esforços consiste na obtenção de parâmetros aerodinâmicos, dentre eles o coeficiente de arrasto (CA) e de força, para uma posterior aplicação de forças estáticas equivalentes aos nós ou superfície de influência do modelo numérico. De maneira geral o CA é obtido através de ábacos e tabelas disponíveis na literatura e normas vigentes. No Brasil a norma que fornece esses coeficientes é a NBR-6123/1988. Um problema surge em construções especiais, obras de arte e edificações não contempladas por aspectos normativos, e desta forma exigem uma análise especial. Uma alternativa surge com o emprego de ensaios em túnel de vento para estimativa do coefi-ciente de arrasto (CA). Entretanto, dificuldades adicionais podem surgir, como erros de escalas, ins-trumentação e incertezas do processo. Uma alternativa que já é bastante utilizada nas industrias ae-roespacial e automobilística e vem ganhando espaço na construção civil é a Dinâmica dos Fluidos Computacional (“Computational Fluid Dynamics-C.F.D.”). Através de simulações numéricas por meio de um solver para equações completas de Navier-Stokes é possível avaliar o CA para diversas formas geométricas e também para diferentes parâmetros de entrada. Na literatura é comum encon-trar a denominação: "Túnel de Vento Numérico", para esse tipo de abordagem. Neste trabalho foram analisados casos práticos. Simulações numéricas com o auxílio do software Ansys® CFX foram con-duzidas e os resultados foram posteriormente confrontados com as prescrições da NBR-6123/1988. Desta forma o CFD se mostrou bastante promissor em termos de custo computacional, estimativa do CA e versatilidade na mudança de parâmetros do problema. === Structures are constantly subjected to dynamic wind action. The Standard analysis procedure is to obtain aerodynamic parameters, including the drag and force coefficients, for a subsequent ap-plication of static equivalent forces on the numerical model. Generally, the drag coefficient is obtained by abacuses and tables available in the literature and design codes. In Brazil, the code that provides these coefficients is the NBR-6123/1988. However, a problem arises in special buildings and structures not covered by code provisions, demanding spe-cial analyses for a safe design. An alternative arises with the use of wind tunnel tests for estimation of the aerodynamic pa-rameters. On the other hand, additional difficulties may arise, such as: scales errors, instrumentation and uncertainties in the process. An other alternative that is already widely used in the aerospace and automotive industries and that is becoming more popular in civil engineering is the Computational Fluid Dynamics (CFD). Through numerical simulations using a solver for Navier-Stokes equations it is possible to evaluate the aerodynamic parameters for various geometric shapes and for different input data. In literature, this type of analysis is commonly referred as Numerical Wind Tunnel. Practical simulations using Ansys CFX software were conducted and the results were later confronted with the requirements of NBR-6123/1988 as well as wind tunnel tests. The CFD models proved quite promising in terms of accuracy, computational cost and versatility to structural engineer-ing analysis.