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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Avaliação da interação fluído-estrutura em ambientes urbanos idealizados utilizando simulação de grandes turbilhões
Autor(es): Silva, Ronald Willian Assunção da
Primeiro Orientador: Maroneze, Rafael
Coorientador: Costa, Felipe Denardin
Resumo: O aumento da urbanização é um fenômeno global que altera significativamente o ambiente natural impactando de forma direta o clima local. Desse modo, o crescimento das cidades introduz em um espaço grande quantidade de materiais artificiais e modificações no relevo, assim, alterando o balanço energético da superfície. A partir destas mudanças, há o surgimento de microclimas urbanos, assim, é crucial compreender esses efeitos e desenvolver estratégias para mitigar os impactos negativos sobre a saúde pública, o consumo de energia e o conforto térmico. Desta forma, este trabalho fundamenta-se em utilizar o modelo meteorológico PALM (Parallelized Large-Eddy Simulation Model) para simular um ambiente urbano idealizado. O PALM é um modelo de simulação numérica de alta resolução que permite a análise detalhada dos processos físicos atmosféricos, e foi utilizado para estudar os efeitos da urbanização sobre o fluxo de vento, através de dois cenários urbanos fictícios com variáveis controladas. A simulação é composta por dois casos, sendo o primeiro, um conjunto de poucos edifícios e ruas mais largas e o segundo uma representação mais adensada com mais prédios e ruas mais estreitas. A velocidade do fluxo inicial foi de 1 m s-1 e o tempo total de simulação foi de 3 horas, acrescido do tempo da rodada precursora que foi utilizada como condição inicial. Como dados de saída, foi extraído a visualização 2D do escoamento por meio de uma seção transversal ao domínio, a fim de visualizar as estruturas formadas, além dos perfis verticais de velocidade plotados em pontos arbitrários. Após a plotagem percebe-se características como a formação de mais zonas de recirculação e regiões mais adensadas, além de pontos de alta de baixa pressão. Além disso, foi possível observar a formação de corredores de vento e pontos de estagnação nas duas situações simuladas. Todos os resultados foram discutidos e analisados, além de correlacionados com os impactos no clima urbano.
Abstract: Increased urbanization is a global phenomenon that significantly alters the natural environment, directly impacting the local climate. In this way, the growth of cities introduces a large amount of artificial materials into a space and changes in the relief, thus altering the energy balance of the surface. These changes give rise to urban microclimates, so it is crucial to understand these effects and develop strategies to mitigate negative impacts on public health, energy consumption and thermal comfort. Therefore, this work is based on using the PALM meteorological model (Parallelized Large-Eddy Simulation Model) to simulate an idealized urban environment. PALM is a high-resolution numerical simulation model that allows detailed analysis of atmospheric physical processes, and was used to study the effects of urbanization on wind flow, through two fictitious urban scenarios with controlled variables. The simulation consists of two cases, the first being a set of few buildings and wider streets and the second a more dense representation with more buildings and narrower streets. The initial flow velocity was 1 m s-1 and the total simulation time was 3 hours, plus the time of the precursor round that was used as initial condition. As output data, a 2D visualization of the flow was extracted through a cross-section of the domain, in order to visualize the structures formed, in addition to the vertical velocity profiles plotted at arbitrary points. After plotting, characteristics such as the formation of more recirculation zones and denser regions, in addition to high low pressure points, can be seen. Furthermore, it was possible to observe the formation of wind corridors and stagnation points in both simulated situations. All results were discussed and analyzed, in addition to being correlated with the impacts on the urban climate.
Palavras-chave: Engenharia civil
Simulação (Computadores)
Urbanização
Civil engineering
Simulation (Computer)
Urbanization
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
Citação: SILVA, Ronald Willian Assunção da. Avaliação da interação fluído-estrutura em ambientes urbanos idealizados utilizando simulação de grandes turbilhões. 40 p. 2024. Orientador: Rafael Maroneze. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia Civil, Alegrete, 2024
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/9449
Data do documento: 2-Jul-2024
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