4. Resultados:

SIMULACIN NUMRICA DEL RENDIMIENTO AERODINMICO DE LA SECCIN CNCAVA DE UN EDIFICIO

DOCENTES :Ing. Cabrera Cabrera Juan Walter INTEGRANTES:

APARICIO APARICIO, Tomas Moises 20114102ABASILIO ZORRILLA, Diego Armando 20112035ECARLOS ESPINOZA, Reginaldo Edson 20110062ETAPIA BASILIO, Jhon Abel 20114088I

07 de Noviembre, 2014UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA CIVILDEPARTAMENTO ACADMICO DE HIDRULICA E HIDROLOGACURSO: AERODINMICA(HH611-G)

INTRODUCCION:

As como crece la economa, la construccin tambin crece de manera que se construyen edificios ligeros, de gran envergadura y altos.Es por eso que son mas sensibles al viento por lo que se esta haciendo nfasis para calcular con exactitud la carga del viento.

EL CDIGO DE CARGA DE CADA PAS ESTABLECE EL VALOR PARA EL FACTOR DE FORMA DE LA CARGA DE VIENTO A SECCIN RECTANGULAR REGULAR PERO AL APLICAR A SECCIONES COMPLEJAS VARIA IMPORTANTEMENTE.

EL MTODO GENERAL PARA LA PRESIN Y EL FLUJO ENVOLVENTE ES LA PRUEBA DE TNEL DE VIENTO PERO ESTO ES UNA PERDIDA DE COSTO Y TIEMPO YA QUE SE DEBE EXPERIMENTAR CON UN MODELO A ESCALA. . WEI JANG Y OTROS HABAN CONSEGUIDO UN RESULTADO SATISFACTORIO MEDIANTE EL MODELO DE TURBULENCIA STANDARDK-E & REALIZABLEK-E PARA SIMULAR UN CAMPO DE VIENTO 3D DE CONSTRUCCIN DE GRAN ALTURA.

Presentacin del Mtodo NumricoModelo de turbulenciaSoftware Fluent de CFD para simular el rendimiento aerodinmico del modelo sumergido de construccin, y el anlisis en relacin con el modelo de turbulencia k- estndar y k- realizable.Promedio N-S ecuacin matemtica para obtener la ecuacin de Reynolds media, la ecuacin de control de movimiento y ecuacin de continuidad

Donde (i=1,2,3):Componente que representa la velocidad en X, Y, Z.: Es la presin mediaV: Es el coeficiente de viscosidad dinmica del aire,: Es la densidad del aire.-: Es la tensin Reynolds, la investigacin utiliza por separado el modelo de dos turbulencias: k-Estndar yk-Realizable

MODELO DE MALLAEl campo de clculo utilizando rea rectangular, el tamao del campo de clculo conjunto es20D 40D,Des la funcin de la escala de la seccin, donde alcanza 9,5D superior; 29,5D inferior,los dos valles de la seccin direccin horizontal tanto 9,5D.El cambio de gradiente de campo de flujo cercana al rea de la seccin es grande, forma el uso de O hiper-malla en este rea y que use todo malla cuadriltero con el fin de aumentar la precisin de simulacin de gran rea de cambio de gradiente.La zona de la malla cerca de la pared de la seccin aumenta la densidad, el tamao de malla ms pequea puede serD/200. Finalmente el nmero de malla dentro de la zona centro de la malla de forma O puede llegar a 98.000, en las afueras podra ser 41,000.

Malla cerca de la zona de la paredMalla completa del campo de clculo

Condiciones de fronteraEl ajuste de las condiciones de frontera sigue: (1) Entrada de frontera adopta la condicin de entrada de velocidad, preestablecida la velocidad del viento y la direccin del flujo de entrada;(2) Salida de frontera adopta la condicin de presin de salida, ajuste presin de salida en 0PA;(3) Establecer la pared de la seccin como ningn muro de deslizamiento.

Mtodos de SolucnAdoptar inestable algortmica, establecer paso del tiempo a 0.001 s, calcular cada condicin de trabajo 6s.Adoptar SIMPLEC algortmico a la presin y la velocidad de acoplamiento, cuando el clculo del impulso, la turbulencia y valoracin de disipacin toda utilizan segundo orden esquema corriente arriba, la consideramos como la convergencia de clculo cuando la iteracin residual es inferior a 10-6

RESULTADOS:COMO RESULTADO, EL RENDIMIENTO AERODINMICO EN NGULO DE VIENTO DE 5 CONDICIONES: 0 , 45 , 90 , 135 Y 180 . ESTE DOCUMENTO SEPARADO LOS MARC COMO CASO1-CASO5. LUEGO ADOPTA DOS DIFERENTES MODELOS DE TURBULENCIA PARA SIMULAR ANLISIS; ESTA INVESTIGACIN DESARROLL EL ANLISIS DE RENDIMIENTO AERODINMICO EN DIFERENTES CONDICIONES DE NGULO DE VIENTO DE LA SECCIN EN TRMINOS DE ESTRUCTURA DE CAMPO DE FLUJO, Y EL FACTOR DE FORMA DE LA SECCIN.

PRESIN DISTRIBUCIN Y FACTOR DE FORMA La presin esttica del campo de viento distribuida en torno a los efectos de la construccin tanto para el diseo de resistencia al viento de la estructura de la construccin, le brindamos aqu la figura de la distribucin de factores de presin campo de flujo en la seccin de adoptar Realizable - en la condicin de 0 para el ngulo de viento. Ajustar el parmetro adimensional del factor de presin como:

Fig 4. Flujo distribucin de factores de presin Fig 5. S6, S8 factor de presin de la Pared de campo a 0 de ngulo de viento (t=5s)

Donde Pi es la presin esttica, es la densidad del aire, u es la velocidad del viento de flujo entrante. Figura 4 es la distribucin de factores de presin campo de flujo a 0 el ngulo del viento es el punto en el tiempo despus de la estabilidad de campo de flujo. La distribucin de factores de presin se muestra en la figura 4 es arriba-abajo todo asimtrica porque la investigacin adopta un algoritmo inestable que conducen al resultado de que el factor de presin de la pared, seccin resistencia se muestra en la variacin peridica. La figura 5 es arriba y abajo de la pared (pared S6, S8) distribucin de factores de presin en el mismo momento, la presin del S6 se muestra como obedece la gradiente de presin, S8 se muestra como en contra de gradiente de presin

Como resultado el factor de presin es inconveniente en la aplicacin tcnica, por lo general factor de forma es preferible, el factor de forma se establece como la media ponderada de factor de presin a la zona:

Donde Ai, A es el rea. A medida que la investigacin adopta un algoritmo inestable para hacer el clculo, es necesario hacer tiempo promedio de factor de forma adquirida por clculo en cada momento. Ver tabla 1 para ver cada pared de factor de forma de la seccin obtenida mediante el clculo en diferentes condiciones de trabajo, en comparacin con resultado de CASEL, el factor de S1, S5 ambos modelos proveen un resultado muy aproximado. Otros resultados de simulacin de precisin de pared dieron poco error, pero todava puede satisfacer la aplicacin tcnica. En el rea de presin negativa, el resultado de simulacin de modelo k- Realizable (RKE) es ms beneficio que el modelo k- Standar (Ske).

Tabla 1: factor de forma de la seccin

ESTRUCTURA DE ANLISIS DEL CAMPO DE FLUJO:

Clculo del diagrama de distribucin de la lnea de flujo de simulacin que adopta el modelo realizado k-e.

la separacin del flujo al final conducen a un vrtice nico, como se muestra en la pared de la Fig.6(a) S8.forma gradualmente un flujo de vrtice Karman corriente abajo.

En el diagrama se ve que en estas tres condiciones en ngulo de viento 45 , 90 , 135 , el campo de flujo es muy inestable, la separacin y la gota de vrtices son ms fuertes que en el ngulo del viento de 0 .A partir de la Fig.6(b) a la Fig.6 (e), es visible que en la condicin de ngulo de viento de 45 , 90 , 135 , hay un gran vrtice que existe dentro de la cara hundidaen la condicin de ngulo de viento 0 , 180 , no hay estructura de vrtice, obviamente, dentro de la cara hundida. Es porque no hay gradiente de presin negativa en el interior

CONCLUSIONES:

La estimacin del comportamiento del flujo de viento mediante la utilizacin de modelos matemticos y/o computacionales es mas cmodo que si lo hiciramos con la prueba del tnel de viento, ahorraramos tiempo y dinero.

La simulacin precis que en el lado de barlovento la posicin en la construccin es mejor que en el lado de sotavento.

La simulacin del modelo Realizable k-e precis que en el campo de la presin negativa es mejor que el modelo Standar k-e

Obtener diferentes factores de forma para los diversos ngulos de viento y diferentes tipos de secciones de edificios en nuestro caso.