Estudo da ventilação em edifícios através da engenharia do vento computacional com uso do software OpenFOAM

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: NASCIMENTO, Anderson Viana do
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/36825
Resumo: Em países de clima quente como o Brasil, a ventilação natural é uma estratégia de projeto que deve ser usada sempre que possível, pois trata-se do meio passivo mais eficiente para obtenção do conforto térmico. O presente trabalho tem por objetivo investigar a ventilação natural em modelos de edificações através de ferramentas numéricas baseadas na Dinâmica dos Fluidos Computacional. Para isso, empregou-se o software livre e de código aberto OpenFOAM, que faz uso do Método dos Volumes Finitos, fornecendo uma gama de solvers e modelos de turbulência. Os solvers simpleFoam e pisoFoam foram utilizados no presente trabalho para a simulação de escoamentos incompressíveis, tridimensionais e turbulentos. Para a verificação do programa e dos esquemas numéricos adotados simulou-se o escoamento ao redor de um cilindro quadrado com os modelos de turbulência - e - SST. Posteriormente, empregou-se o modelo de turbulência - padrão para simular a ventilação em um modelo tridimensional de edificação com duas aberturas. Finalmente, simulou-se de forma bidimensional os arranjos de três edificações, analisando como as inclinações do terreno e distancias de separação entre as edificações afetam a ventilação natural. Os resultados obtidos com os modelos de turbulência - padrão e LES (Smagorinsky) permitiram comparar ambas modelagens e avaliar como esses dois parâmetros geométricos influenciam a ventilação natural e a topologia do escoamento.
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Para isso, empregou-se o software livre e de código aberto OpenFOAM, que faz uso do Método dos Volumes Finitos, fornecendo uma gama de solvers e modelos de turbulência. Os solvers simpleFoam e pisoFoam foram utilizados no presente trabalho para a simulação de escoamentos incompressíveis, tridimensionais e turbulentos. Para a verificação do programa e dos esquemas numéricos adotados simulou-se o escoamento ao redor de um cilindro quadrado com os modelos de turbulência - e - SST. Posteriormente, empregou-se o modelo de turbulência - padrão para simular a ventilação em um modelo tridimensional de edificação com duas aberturas. Finalmente, simulou-se de forma bidimensional os arranjos de três edificações, analisando como as inclinações do terreno e distancias de separação entre as edificações afetam a ventilação natural. Os resultados obtidos com os modelos de turbulência - padrão e LES (Smagorinsky) permitiram comparar ambas modelagens e avaliar como esses dois parâmetros geométricos influenciam a ventilação natural e a topologia do escoamento.CAPESIn warm countries like Brazil, the natural ventilation is a project strategy that must be used always when possible, because it is the most efficient passive mean to obtain the thermal comfort. The present work aims to investigate the natural ventilation in buildings models through numerical tools based in the Computational Fluid Dynamics. For this purpose, OpenFOAM open source software was used, which uses the finite volume method, providing a range of solvers and turbulence models. The simpleFoam and pisoFoam solvers were used in the present work for the simulation of incompressible, three-dimensional and turbulent flows. For the verification of the program and the numerical schemes adopted, the flow around a square cylinder was simulated with the turbulence models - and - SST. Subsequently, the standard k-ε turbulence model was used to simulate ventilation in a three-dimensional building with two openings. Finally, the arrangements of three buildings were simulated in a two-dimensional way, analyzing how the slope of the terrain and the separation distances between the buildings affect the natural ventilation. The results obtained with the standard - and LES (Smagorinsky) turbulence models allowed us to compare both models and to evaluate how these two geometric parameters influence the natural ventilation and the flow topology.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia Civil e AmbientalUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessVentilaçãoDinâmica dos fluídosInterface de programas de aplicativos (Software)Edifícios – Engenharia ambientalDinâmica estruturalEstudo da ventilação em edifícios através da engenharia do vento computacional com uso do software OpenFOAMinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/36825/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALDISSERTAÇÃO Anderson Viana do Nascimento.pdfDISSERTAÇÃO Anderson Viana do Nascimento.pdfapplication/pdf8713532https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/36825/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Anderson%20Viana%20do%20Nascimento.pdfda4c3394ce3ed384c44f6e24cc88a581MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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