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https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/58045
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Título: | Simulação numérica aplicada à otimização topológica de sistemas de contraventamento em edifícios altos considerando os efeitos aerodinâmicos da vizinhança |
Autor(es): | SOUSA, João Arthur Viana de |
Palavras-chave: | Otimização Topológica; Dinâmica dos Fluidos Computacional; Contraventamento |
Data do documento: | 15-Dez-2023 |
Editor: | Universidade Federal de Pernambuco |
Citação: | SOUSA, João Arthur Viana de. Simulação numérica aplicada à otimização topológica de sistemas de contraventamento em edifícios altos considerando os efeitos aerodinâmicos da vizinhança. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Universidade Federal de Pernambuco, Caruaru, 2023. |
Abstract: | As últimas décadas têm sido testemunhas da acelerada verticalização dos centros urbanos como resposta ao aumento da demanda por espaço comercial e habitacional. Edificações cada vez mais altas e esbeltas têm se erguido e, devido à sua sensibilidade às cargas laterais, os estudos relacionados à quantificação dos esforços causados pelo vento têm se tornado cada vez mais importantes. Ao passo que o desenvolvimento da sociedade requer o uso de cada vez mais recursos naturais, a crescente consciência ambiental torna imperativa a necessidade de que o uso desses recursos seja cada vez mais racional. Nesse contexto, o presente trabalho empregou, em ambiente de programação MATLAB o método de Otimização Topológica Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) para gerar sistemas de contraventamento tridimensionais otimizados com relação à rigidez. Para tanto, o código top3dmgcg sofreu alterações que lhe permitiram impor técnicas de controle de leiaute, como simetria e repetição de padrões, às estruturas otimizadas, aumentando sua exequibilidade. Para determinação das cargas do vento foi empregado o software de distribuição livre e código aberto OpenFOAM. O escoamento do vento foi simulado empregando-se a metodologia baseada nas equações médias de Reynolds (RANS) e o modelo de fechamento de turbulência Shear Stress Transport κ − ω (SST). De modo a representar a realidade dos centros urbanos, o estudo considerou uma edificação principal cercada por edificações vizinhas de diferentes alturas com o vento incidindo em diferentes direções. No estudo, analisa-se como os efeitos aerodinâmicos devido à variação de altura e incidência do vento, bem como os parâmetros do SIMP, influenciam a solução ótima. Os resultados demonstraram que, apesar dos parâmetros geométricos da vizinhança influenciarem fortemente as cargas impostas à edificação principal, os fatores de maior influência sobre a otimização topológica são as técnicas de controle de leiaute. |
URI: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/58045 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado - Engenharia Civil e Ambiental |
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