Estruturas de seção circular sob ação de vento via simulação numérica de alta delidade

• Autor(a) principal: Santos, Marcela Lima
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/13685
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL; Desprendimentos de vórtices; Seção circular; Células de vórtices; Fluido Dinâmica Computacional

Estruturas esbeltas de torres e chaminés comumente apresentam seções transversais circulares e estão, recorrentemente, submetidas a ação do vento capaz de induzir signi cativas vibrações à estrutura devido ao fenômeno de desprendimento de vórtices. Portanto, é de fundamental importância compreender como o escoamento se desenvolve em torno da estrutura. Nesta perspectiva, o presente estudo focaliza o desenvolvimento de simulações numéricas de alta delidade do escoamento em torno de estruturas de seção circular rígidas xas. Inicialmente, é estudado um caso de estrutura troncocônica sob regime transicional, de laminar para turbulento, e os resultados são comparados com resultados numéricos disponíveis na literatura. Em sequência são desenvolvidos uma série de 8 casos considerando dois tipos de geometria, cilíndrica e troncocônica, sob diferentes condições de escoamento permanente e transiente. A con guração de per l de velocidade de vento é admitida como uniforme e cisalhante, a elevados números de Reynolds; alguns casos são comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura. A solução das equações de Navier-Stokes incompressíveis em 3D é obtida pela Dinâmica dos Fluidos Computacional 3D (CFD), via método dos elementos nitos, considerando o modelo de turbulência LES de Smagorinsky. Os resultados enfatizam os efeitos tridimensionais decorrentes da variação de velocidade do vento incidente e do diâmetro do cilindro ao longo da altura além do efeito de topo nas características do escoamento relativas ao fenômeno de desprendimento de vórtices. Estes efeitos são revelados em função de um parãmetro adimensional proposto para este m, o qual expressa a magnitude dos citados gradientes.