Cálculo dos efeitos dinâmicos em edificações usando a ferramenta de CFD Open FOAM.

• Autor(a) principal: Agnelo, Douglas Pereira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-31052021-113857/
• topic: Computational fluid dynamics (CFD); Dinâmica dos fluidos computacional; Finite element method (FEM); Fluid-structure interaction; Forças horizontais nas estruturas; Horizontal forces in structures; Interação fluido-estrutura; Método dos elementos finitos

O estudo da ação do vento e sua interação com as estruturas, apresentam-se de forma preponderante e devem ser levados em conta ainda na fase de projetos. Estas devem ser projetadas para suportar as forças impostas pelo vento. O desenvolvimento sustentável exige uma necessidade constante de desmaterialização da construção civil, ou seja, construir mais usando o mínimo de recursos materiais e humanos. O equilíbrio entre a economia e os critérios de segurança implica o constante desenvolvimento em pesquisas e atualização das regulamentações normativas, as quais devem estar em consonância com os desafios da construção sustentável. Com o avanço da tecnologia computacional e das técnicas numéricas, a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD - Computational Fluid Dynamics) vêm desempenhando papel fundamental para solução de problemas de interação vento-estrutura. Visando a otimização dos recursos para execução de estruturas e eficiência no dimensionamento dos projetos, este trabalho apresenta um estudo comparativo do cálculo das forças aerodinâmicas devido à ação do vento em edificações obtidas através de CFD com os modelos de cálculos utilizados na Norma Brasileira NBR 6123:1988 e Japanese Standard - Recommendations for Loads on Buildings. Os procedimentos normatizados e as simulações numéricas são comparadas com os dados experimentais de modelos em escala reduzida obtidas por túnel de vento e os resultados mostraram ser satisfatórios. Os resultados das simulações em CFD foram acoplados em programa de análise estrutural para avaliação dos esforços e deslocamentos das edificações através do Método Elementos Finitos (MEF). Os resultados obtidos pelos acoplamento CFD-MEF são comparados com as metodologias de dimensionamento tradicionais em que a Dinâmica dos Fluidos Computacional é apresentada como alternativa para estimar as forças aerodinâmicas nas edificações. As simulações numéricas da interação vento-estrutura foram realizadas por meio do código aberto OpenFOAM.