INVESTIGAÇÃO DE MODELOS DE TURBULÊNCIA NO ESCOAMENTO DO VENTO EM PONTES

INVESTIGAÇÃO DE MODELOS DE TURBULÊNCIA NO ESCOAMENTO DO VENTO EM PONTES

Resumo: Com as necessidades e evolução do mundo moderno, as estruturas vêm se tornando cada vez maiores, esbeltas, leves e flexíveis como, por exemplo, as pontes estaiadas e suspensas que possuem longos vãos. Tais estruturas merecem especial atenção, devido aos problemas originados pela incidência de cargas imprevistas provocadas pelo vento em seu sistema estrutural. No caso de corpos alongados posicionados horizontalmente no escoamento, como vãos de pontes, as forças provenientes da interação fluido-estrutura podem gerar oscilações e deslocamentos na estrutura. Essas oscilações alteram a rigidez e o amortecimento das estruturas, as quais podem levar ao surgimento do fenômeno de instabilidade, tendo como consequência a ruptura do tabuleiro dessa estrutura. Este trabalho visa a investigação do comportamento do vento sobre seções transversais de pontes suspensas e estaiadas via simulação em CFD (Computational Fluid Dynamics) com o intuito de analisar os coeficientes aerodinâmicos de arrasto, sustentação e momento, juntamente com o número de Strouhal inerentes da interação entre o fluxo de vento e a estrutura da ponte. É de suma importância que se utilize um modelo de turbulência adequado, principalmente quando se pretende analisar a resposta dinâmica do tabuleiro, onde é fundamental averiguar o efeito do desprendimento de vórtices. A simulação da interação fluido-estrutura foi feita utilizando a ferramenta ANSYS CFX na qual foram adotados os modelos de turbulência 𝑘 − ε padrão, SST, LLR e LES Smagorinsky.

Palavras-chave: Dinâmica dos fluidos computacional, Coeficientes aerodinâmicos, Interação fluido-estrutura, Número de Strouhal, Desprendimento de vórtices.

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