Estudo da ventilação em edifícios através da engenharia do vento computacional com uso do software OpenFOAM

Abstract

Em países de clima quente como o Brasil, a ventilação natural é uma estratégia de projeto que deve ser usada sempre que possível, pois trata-se do meio passivo mais eficiente para obtenção do conforto térmico. O presente trabalho tem por objetivo investigar a ventilação natural em modelos de edificações através de ferramentas numéricas baseadas na Dinâmica dos Fluidos Computacional. Para isso, empregou-se o software livre e de código aberto OpenFOAM, que faz uso do Método dos Volumes Finitos, fornecendo uma gama de solvers e modelos de turbulência. Os solvers simpleFoam e pisoFoam foram utilizados no presente trabalho para a simulação de escoamentos incompressíveis, tridimensionais e turbulentos. Para a verificação do programa e dos esquemas numéricos adotados simulou-se o escoamento ao redor de um cilindro quadrado com os modelos de turbulência 𝑘-𝜀 e 𝑘-𝜔 SST. Posteriormente, empregou-se o modelo de turbulência 𝑘-𝜀 padrão para simular a ventilação em um modelo tridimensional de edificação com duas aberturas. Finalmente, simulou-se de forma bidimensional os arranjos de três edificações, analisando como as inclinações do terreno e distancias de separação entre as edificações afetam a ventilação natural. Os resultados obtidos com os modelos de turbulência 𝑘-𝜀 padrão e LES (Smagorinsky) permitiram comparar ambas modelagens e avaliar como esses dois parâmetros geométricos influenciam a ventilação natural e a topologia do escoamento.