Este trabalho tem por objetivo formular um procedimento para a quantificação da vazão do ar promovida pela ação do vento no interior do edifício, em climas quentes. O procedimento é dividido em cinco partes: obtenção dos dados de vento, transposição dos dados de vento da estação meteorológica para a área de interesse, determinação dos coeficientes de pressão no edifício, determinação dos coeficientes de descarga das aberturas, e o cálculo da vazão no interior do edifício. Diversas ferramentas são apresentadas para a execução de cada etapa, e seu uso e parâmetros de entrada são discutidos. O uso de túnel de vento e a simulação com ferramentas de dinâmica dos fluidos computacional são apresentados em detalhes. O trabalho conclui que estão disponíveis aos projetistas um amplo conjunto de ferramentas para a predição da ventilação natural no interior do edifício, e que somente pelo seu uso criterioso, as conclusões são passiveis de uso no projeto arquitetônico. / The aim of this dissertation is to produce a procedure for wind-driven natural ventilation prediction, in hot climate building. The procedure is organized in five parts: wind data obtaining, topographic e roughness correction, pressure coefficient determination, discharge coefficient determination, and flow rate calculation inside the building. The dissertation presents some tools to execute each part of the procedure, and the specificities of those tools are discussed. Wind tunnel experiment and computation fluid dynamic simulation are presented in detail. The research conclusion is that designers have many tools avaliable to performe a natural ventilation prediction, but just concient use will produce reliable results for architectural design.

Este trabalho tem por objetivo formular um procedimento para a quantificação da vazão do ar promovida pela ação do vento no interior do edifício, em climas quentes. O procedimento é dividido em cinco partes: obtenção dos dados de vento, transposição dos dados de vento da estação meteorológica para a área de interesse, determinação dos coeficientes de pressão no edifício, determinação dos coeficientes de descarga das aberturas, e o cálculo da vazão no interior do edifício. Diversas ferramentas são apresentadas para a execução de cada etapa, e seu uso e parâmetros de entrada são discutidos. O uso de túnel de vento e a simulação com ferramentas de dinâmica dos fluidos computacional são apresentados em detalhes. O trabalho conclui que estão disponíveis aos projetistas um amplo conjunto de ferramentas para a predição da ventilação natural no interior do edifício, e que somente pelo seu uso criterioso, as conclusões são passiveis de uso no projeto arquitetônico. / The aim of this dissertation is to produce a procedure for wind-driven natural ventilation prediction, in hot climate building. The procedure is organized in five parts: wind data obtaining, topographic e roughness correction, pressure coefficient determination, discharge coefficient determination, and flow rate calculation inside the building. The dissertation presents some tools to execute each part of the procedure, and the specificities of those tools are discussed. Wind tunnel experiment and computation fluid dynamic simulation are presented in detail. The research conclusion is that designers have many tools avaliable to performe a natural ventilation prediction, but just concient use will produce reliable results for architectural design.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-13Bitstream added on 2014-06-13T20:32:52Z : No. of bitstreams: 1 carrera_fh_me_ilha.pdf: 1664760 bytes, checksum: 5e03e489b4282bd00667bb00a9844991 (MD5) / PROPG / O presente trabalho tem por objetivo obter numericamente os valores das distribuições de pressões devidas a ação do vento e seus respectivos coeficientes de pressões de formas externos em torres de seção circular. As distribuições de pressões nas torres são determinadas através da simulação numérica, utilizando-se o programa ANSYS 9.0, considerando-se a interação fluido-estrutura. Para a simulação numérica, a geometria da torre foi modelada tridimensionalmente, considerando como fluido o ar no qual a edificação está inserida. As distribuições de pressão foram determinadas para relações geométricas em planta da torre, entre a altura e o diâmetro (h/d), para valores menores ou iguais a 10. Posteriormente, comparam-se os resultados numéricos obtidos na simulação através do ANSYS com os valores apresentados pela norma NBR-6123:1988, a fim de verificar a viabilidade da utilização da simulação numérica na obtenção das distribuições de pressão em outras estruturas. / The present work has for objective to obtain the distributions pressures values the wind actions in tower with circular section. The values of the distributions pressures are obtained to the numeric simulation, using the ANSYS 9.0 software and considering the flow structure interaction. In the numeric simulation, the tower geometry was considered in 3D dimension, and the flowed it is the air. The distributions pressures were certain for geometry relationships between the height and the diameter (h/d), for values smaller or equal than 10. Later, the ANSYS numeric results are compared with the presents values by the NBR 6123:1998, in order to verify the viability numeric simulation used for obtaining the pressures distributions in other structures.

Dois dos principais objetivos no estudo da aerodinâmica de veículos comerciais são a redução no consumo de combustível e o aumento na eficiência da refrigeração do motor. Esses objetivos podem ser alcançados através do desenvolvimento de dispositivos que modifiquem o escoamento do ar ao redor do veículo e também através da alteração da forma das superfícies externas. A inclinação das superfícies da parte traseira de um ônibus, por exemplo, tem grande influência sobre a esteira turbulenta que se forma atrás do veículo. O uso de ferramentas computacionais permite uma redução de custo e maior flexibilidade na análise aerodinâmica de autoveículos. Ainda é preciso, no entanto, que o resultado dessas ferramentas computacionais seja verificado com o maior número possível de casos para que se possa escolher e ajustar o modelo matemático de forma adequada. O objetivo do presente trabalho é a verificação dos resultados computacionais e experimentais no desenvolvimento de metodologias que visem à redução no consumo de combustível e aumento na eficiência da refrigeração do motor. Foram comparados resultados experimentais e computacionais do escoamento sobre um modelo de um ônibus comercial em escala 1:17,5. Para a realização do experimento foi utilizado um túnel de vento de seção aberta, onde foram analisadas as distribuições de pressão nas superfícies da carroceria e o arrasto aerodinâmico. Para o teste computacional, foi utilizado um software de dinâmica dos fluidos computacional em que as equações de Navier-Stokes com média de Reynolds são resolvidas pelo método dos volumes finitos usando um modelo de turbulência RNG 'capa' - 'épsilon' / Two main objectives in the study of commercial vehicle aerodynamics are the reduction in fuel consumption and the improvement in engine refrigeration efficiency. These objectives can be achieved through development of devices which vary the flow characteristics around the vehicle and also through modification of the shape of external surfaces. The slope of rear surfaces, for instance, has large influence over the wake turbulence which forms behind the vehicle. The use of computational tools yields cost reduction and greater flexibility in automotive aerodynamic analysis. There is still a need, however, for verification of results, generated by these computational tools, with the largest possible number of test cases so that the mathematical model is adequately chosen and adjusted. The objective of the present work is the verification of experimental and computational results in the development of methodologies aiming at reduction of fuel consumption and improvement in engine refrigeration efficiency. Experimental and computational aerodynamic results were compared for a commercial bus model with a 1:17.5 scale. The experiments were conducted in an open section wind tunnel where pressure distribution and aerodynamic drag were analyzed. The numerical analysis was conducted using computational fluid dynamics software which solves the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations using the finite volume method with a RNG 'capa' - 'épsilon' turbulence model

Dois dos principais objetivos no estudo da aerodinâmica de veículos comerciais são a redução no consumo de combustível e o aumento na eficiência da refrigeração do motor. Esses objetivos podem ser alcançados através do desenvolvimento de dispositivos que modifiquem o escoamento do ar ao redor do veículo e também através da alteração da forma das superfícies externas. A inclinação das superfícies da parte traseira de um ônibus, por exemplo, tem grande influência sobre a esteira turbulenta que se forma atrás do veículo. O uso de ferramentas computacionais permite uma redução de custo e maior flexibilidade na análise aerodinâmica de autoveículos. Ainda é preciso, no entanto, que o resultado dessas ferramentas computacionais seja verificado com o maior número possível de casos para que se possa escolher e ajustar o modelo matemático de forma adequada. O objetivo do presente trabalho é a verificação dos resultados computacionais e experimentais no desenvolvimento de metodologias que visem à redução no consumo de combustível e aumento na eficiência da refrigeração do motor. Foram comparados resultados experimentais e computacionais do escoamento sobre um modelo de um ônibus comercial em escala 1:17,5. Para a realização do experimento foi utilizado um túnel de vento de seção aberta, onde foram analisadas as distribuições de pressão nas superfícies da carroceria e o arrasto aerodinâmico. Para o teste computacional, foi utilizado um software de dinâmica dos fluidos computacional em que as equações de Navier-Stokes com média de Reynolds são resolvidas pelo método dos volumes finitos usando um modelo de turbulência RNG 'capa' - 'épsilon' / Two main objectives in the study of commercial vehicle aerodynamics are the reduction in fuel consumption and the improvement in engine refrigeration efficiency. These objectives can be achieved through development of devices which vary the flow characteristics around the vehicle and also through modification of the shape of external surfaces. The slope of rear surfaces, for instance, has large influence over the wake turbulence which forms behind the vehicle. The use of computational tools yields cost reduction and greater flexibility in automotive aerodynamic analysis. There is still a need, however, for verification of results, generated by these computational tools, with the largest possible number of test cases so that the mathematical model is adequately chosen and adjusted. The objective of the present work is the verification of experimental and computational results in the development of methodologies aiming at reduction of fuel consumption and improvement in engine refrigeration efficiency. Experimental and computational aerodynamic results were compared for a commercial bus model with a 1:17.5 scale. The experiments were conducted in an open section wind tunnel where pressure distribution and aerodynamic drag were analyzed. The numerical analysis was conducted using computational fluid dynamics software which solves the Reynolds Averaged Navier-Stokes equations using the finite volume method with a RNG 'capa' - 'épsilon' turbulence model