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Nas últimas décadas, os programas baseados na Dinâmica dos Fluidos Computacional permitiram
resolver problemas relacionados à ventilação em edificações e em conjuntos habitacionais. O
programa HEXAFEM_3D_IFF (Bono
et al
., 2011), atualmente em desenvolvimento no grupo de
Engenharia Computacional, faz uso destas técnicas e foi empregado para as simulações numéricas.
No modelo numérico que foi empregado, o escoamento é governado pelas equações de Navier-
Stokes e pela equação de conservação de massa, considerando-se a hipótese de pseudo-
compressibilidade para problemas isotérmicos. Será empregado o Método dos Elementos Finitos
(MEF) para a discretização espacial do domínio de análise, utilizando o elemento isoparamétrico
hexaédrico de oito nós. O programa HEXAFEM_3D_IFF emprega o esquema explícito de dois
passos de Taylor-Galerkin, ver detalhes em Bono
et al
. (2011) e Cabral
el al
. (2012). Para o caso
de escoamentos turbulentos, será empregada a Simulação de Grandes Escalas (LES) com o
modelo clássico de Smagorinsky para as escalas de turbulência inferiores à resolução da malha.
Empregou-se, portanto, uma formulação clássica do MEF, com implementação para malhas
estruturadas e com formulação totalmente explícita.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Modelo com teto de duas águas
A maioria das estruturas construídas no mundo para fins residenciais, comerciais e outros
propósitos podem ser classificadas como edificações baixas. Este tipo de edificação apresenta
diferentes sistemas de cobertura, sendo geralmente os telhados de uma e duas águas os mais
adotados, pois são os mais simples do ponto de vista construtivo e de projeto. No Brasil, as
edificações com telhados de duas águas são muito empregadas, por exemplo em: pavilhões
industrias, residências unifamiliares e multifamiliares, entre outros. Uma elevada porcentagem de
edificações construídas no âmbito do Programa Minha Casa, Minha Vida adotam este tipo de
solução construtiva.
A inclinação do telhado tem uma forte influência nas sucções locais, nos valores médios e nos
valores máximos das sucções e sobrepressões, a diferença entre essas grandezas define a
intensidade do escoamento do vento no interior da edificação. Nesse âmbito, visa-se estudar
numericamente como a posição geométrica da edificação e a inclinação do telhado influencia a
distribuição de pressão nas fachadas da construção. Para isto, é simulado o escoamento ao redor
de quatro modelos de edificações considerando-se telhados planos ou de duas águas. As faces
principais da edificação mantêm a mesma área para todos os casos citados, na Figura 1, mostram-
se os tetos inclinados que foram analisados.
Figura 3.
Faces pentagonais dos casos de teto duas águas