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2020-06-23

Pergunta

Qual é o modelo de fluxo e o tipo de análise que o RWIND Simulation utiliza?

Resposta:

O RWIND Simulation utiliza um modelo CFD numérico (Computational Fluid Dynamics) para executar fluxos de vento em torno dos edifícios com a ajuda de um túnel de vento digital.

O RWIND Simulation foi concebido de maneira a funcionar com diferentes solucionadores numéricos. Atualmente recomendamos a utilização do pacote de software OpenFOAM ®, com o qual obtivemos resultados muito bons nos nossos testes, além de ser uma ferramenta muito utilizada para simulações CFD.

A designação do solucionador numérico é "RWINDSimulationSolver" e pertence à família de solucionadores SIMPLE. Trata-se de uma solução para fluxos turbulentos incompressíveis em estado estacionário que recorre a algoritmos SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations).

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Exemplo de validação de beirados agudos Eurocódigo

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Cobertura isolada | Caso A

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Nível de detalhe da garagem 0

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Figura 1: Modelo de exemplo de validação

Criar um exemplo de validação para a dinâmica dos fluidos computacional (CFD) é um passo crítico para garantir a precisão e a fiabilidade dos resultados da simulação. Este processo envolve comparar os resultados de simulações CFD com dados experimentais ou analíticos de cenários do mundo real. O objetivo é determinar se o modelo CFD consegue replicar fiavelmente os fenómenos físicos que se destina a simular. Este guia descreve os passos essenciais no desenvolvimento de um exemplo de validação para uma simulação CFD, desde a seleção de um cenário físico adequado até à análise e comparação dos resultados. Seguindo minuciosamente estes passos, engenheiros e investigadores podem aumentar a fiabilidade dos seus modelos CFD, abrindo caminho para a sua aplicação eficaz em diversas áreas, tais como a aerodinâmica e a análise espacial.

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A direção do vento desempenha um papel crucial na formação dos resultados das simulações da dinâmica de fluidos computacional (CFD) e no cálculo estrutural de edifícios e infraestruturas. É um fator determinante para avaliar como as forças do vento interagem com as estruturas, influenciando a distribuição das pressões do vento e, consequentemente, as respostas estruturais. A compreensão do impacto da direção do vento é essencial para o desenvolvimento de projetos que resistam a diferentes forças do vento, garantindo assim a segurança e a durabilidade das estruturas. Dito de uma forma simples, a direção do vento ajuda a ajustar as simulações CFD e a orientar os princípios do dimensionamento estrutural para obter um desempenho e uma resistência ideais contra os efeitos induzidos pelo vento.

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Figura 1: Simulação de vento numa cidade moderna com o RWIND

O cumprimento das normas de construção, tais como o Eurocódigo, é essencial para garantir a segurança, a integridade estrutural e a sustentabilidade dos edifícios e estruturas. A dinâmica de fluidos computacional (CFD) desempenha um papel vital neste processo, simulando o comportamento de fluidos, otimizando dimensionamentos e ajudando arquitetos e engenheiros a cumprir os requisitos do Eurocódigo relacionados com análise de carga de vento, ventilação natural, segurança contra incêndio e eficiência energética. Ao integrar o CFD no processo de dimensionamento, os profissionais podem criar edifícios mais seguros, eficientes e em conformidade com os mais altos padrões de construção e dimensionamento na Europa.

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Uma vez que o vento em estruturas abertas lateralmente não é abordado no Eurocódigo, vale a pena observar os quatro casos na quarta parte da norma alemã DIN 1055.

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Capturas de ecrã

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Deformações do pavilhão de concertos Quai M (© LCA Construction Bois)

Modelo do pavilhão de concertos Quai M (© LCA Construction Bois)

Deformação do pavilhão de concertos Quai M

Vista interior do novo pavilhão de concertos (© LCA Construction Bois)

Estrutura da cobertura de madeira (© LCA Construction Bois)

Fig. 3. Domínio do túnel de vento e grelha computacional de referência (8 057 279 células)

Exemplo de verificação de um cilindro segundo o Eurocódigo

Garagem

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RWIND Simulation | Subdividir o modelo em zonas

No RWIND Simulation, é possível subdividir o modelo em diferentes zonas. Por um lado, podem ser atribuídas diferentes rugosidades de superfície às zonas. Por outro lado, é possível avaliar melhor os resultados locais.

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Interface do RWIND Simulation disponível em 9 idiomas

O programa RWIND Simulation para gerar cargas de vento com base em CFD pode ser utilizado em diferentes idiomas, por exemplo, em:

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Português
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Definição da rugosidade da parede no RWIND Simulation

O programa RWIND Simulation permite considerar a rugosidade da superfície de um modelo mediante a aplicação de uma condição modificada de contorno da parede. O modelo numérico por detrás é baseado no pressuposto de que os grãos com um determinado diâmetro estão dispostos de forma homogénea na superfície do modelo, à semelhança de uma lixa. O diâmetro do grão é descrito com o parâmetro Ks e a distribuição com o parâmetro Cs. Ao considerar a rugosidade da parede, a simulação numérica do fluxo pode captar a realidade mais de perto.