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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Conformação dos coeficientes aerodinâmicos em estufas agrícolas determinada por fluidodinâmica computacional
Title Alternative: Conformation of aerodynamic coefficients in greenhouses determined by computational fluid dynamic
Author: Vieira Neto, José Gabriel, 1990-
Advisor: Soriano, Julio, 1967-
Abstract: Resumo: A ação do vento é uma das principais componentes do carregamento das estruturas de estufas agrícolas, cujas especificidades devidas às formas possíveis da construção e a interação com a superfície de vedação, requerem estudos com abordagens da sua aerodinâmica. Para o cálculo das ações de vento, comumente utilizam-se a velocidade e coeficientes aerodinâmicos normalizados, sendo esses últimos obtidos experimentalmente com alguns modelos reduzidos de construções usuais. Neste sentido, esta tese teve por objetivo analisar possíveis incongruências na distribuição dos coeficientes aerodinâmicos normalizados para o dimensionamento de estufas agrícolas com coberturas em duas águas e em arco. Para tanto, foram considerados os coeficientes de pressão estabelecidos pelas normas ABNT NBR 16032 (2012) e ABNT NBR 6123 (1988). A fluidodinâmica computacional (CFD ¿ Computational Fluid Dynamics) foi empregada para a obtenção da conformação dos coeficientes de pressão, por meio do software Autodesk® CFD. Análises concernentes à influência da alteração da malha de elementos, ao número de Reynolds e aos modelos de turbulência foram realizadas em modelos de estufas em escala real, com relação da altura pelo vão (h/s) iguais à 0,3 e 0,6. A análise também contemplou o estudo da variação nos coeficientes de pressão, por efeito de deslocamentos dos elementos estruturais de estufas em arco, dentro dos limites previstos pela norma ABNT NBR 16032 (2012). A conformação dos coeficientes de pressão provida pela fluidodinâmica computacional resultou para as estufas agrícolas de duas águas, na zona do telhado a barlavento, na inversão dos coeficientes de pressão de positivo para negativo, fato este que é divergente do normalizado. Esse fenômeno de mudança do coeficiente de sobrepressão para sucção sucedeu também para a forma estrutural em arco, na zona do telhado a barlavento e compreendida na região de 0° a 55°, enquanto que os valores normalizados são integralmente de sobrepessão (NBR 16032, 2012) e de sucção (NBR 6123, 1988). Os modelos de turbulência k-'épsilon', k-'omega' e k-'épsilon' RNG apresentaram comportamentos semelhantes na conformação dos coeficientes de pressão, mostrando-se viável a utilização de todos. A forma em arco avaliada com os deslocamentos impostos, resultou em modificações significativas nos coeficientes de pressão, principalmente na zona central do telhado. Com base nos resultados desta pesquisa, concluiu-se que os coeficientes de pressão obtidos por CFD possuem em algumas zonas da estrutura um comportamento díspar do prescrito pela norma de estufas

Abstract: The wind action is one of the main components of the loading of greenhouse structures, whose specificities due to possible shapes of construction and interaction with the cover surface require studies with aerodynamic approaches. To calculate the wind action effects, the normalized velocity and aerodynamic coefficients are commonly used, in which the latter are obtained experimentally with some small-scale models of usual constructions. In this sense, this thesis had the objective of analyzing possible incongruities in the distribution of normalized aerodynamic coefficients for the design of greenhouses with pitched roof and arch roof. For that, were considered the pressure coefficients established by Brazilian standard (ABNT NBR 16032, 2012) and (ABNT NBR 6123, 1988). The Computational Fluid Dynamics (CFD) was used to obtain the conformation of the pressure coefficients, using the Autodesk® CFD software. Analysis concerning the influence of the mesh elements, the Reynolds number and the turbulence models were performed in greenhouse models, in real scale, with relationship of the height per span (h/s) equal to 0.3 and 0.6. The analysis included also the study of the variation in the pressure coefficients, due to the displacement of the structural elements of arch roof, respecting the limits established by the standard ABNT NBR 16032. The conformation of the pressure coefficients provided by the computational fluid dynamics resulted in pitched roof greenhouses, in to windward roof zone, in the inversion of the pressure coefficients from positive to negative, disagreeing with the standardized. This occurrence in the change of the coefficient of overpressure to suction also happened for the structural form in arch roof, in the windward zone of the roof comprising the angles from 0 to 55 degree, whereas the normalized values are integrally of overpressure (NBR 16032, 2012) and suction (NBR 6123, 1988). The turbulence models k-'epsilon', k-'omega' and k-'epsilon' RNG presented similar behavior in the conformation of the pressure coefficients, showing the feasibility of all them. The analysis of arch roof shape with the imposed displacements, resulted in significant modifications in the pressure coefficients, mainly in the central zone of the roof. Based on these results, it was concluded that the pressure coefficients obtained by CFD have in some regions of the structure a behavior different from that stablished by the greenhouses standards
Subject: Aerodinâmica
Estufas
Fluidodinâmica computacional
Ventos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: VIEIRA NETO, José Gabriel. Conformação dos coeficientes aerodinâmicos em estufas agrícolas determinada por fluidodinâmica computacional. 2019. 1 recurso online (113 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEAGRI - Tese e Dissertação

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