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Deve-se ressaltar que todas as simulações dos modelos de teto duas águas empregam as mesmas
dimensões para o domínio computacional, condições iniciais e condições de contorno do
escoamento, alterando-se apenas a malha de elementos finitos. Na Figura 2, mostra-se o domínio
utilizado.
Foi adotado um perfil de velocidade exponencial de camada limite atmosférica com um ângulo de
ataque igual a 0º e caracterizado por um número de Reynolds igual a 7x10
4
, calculado com base
na velocidade de entrada V
0
= 10 m/s a uma altura de δ = 20 m, viscosidade cinemática de υ =
1.43x10
-3
m
2
/s e com uma dimensão característica da edificação H = 10 m. Na Tabela 1,
apresentam-se as condições de contorno prescritas nas faces mostradas na Figura 2.
Figura 4.
Domínio computacional do primeiro modelo
Tabela 5.
Condições de contorno dos modelos apresentados
Face
C.C. eixo x
C.C. eixo y
C.C. eixo z
BDFH
Velocidade Nula
Velocidade Nula
Velocidade Nula
ABCD
Velocidade =
V
0
(z / δ)
0.25
Velocidade
Nula
Velocidade
Nula
ABEF
Velocidade =
V
0
(z / δ)
0.25
Velocidade
Nula
Velocidade
Nula
CDGH
Velocidade =
V
0
(z / δ)
0.25
Velocidade
Nula
Velocidade
Nula
EFGH
Pressão Nula
A qualidade dos resultados obtidos com o Método dos Elementos Finitos está intimamente ligada
ao nível de discretização da malha computacional. Malhas mais refinadas produzem melhores
resultados, entretanto, também geram maior custo computacional. Portanto, para o presente
trabalho são adotadas discretizações com custos próximos ao limite disponível para os autores.
Para estes casos, as malhas apresentam, aproximadamente, 1.160.000 nós e 1.114.000 elementos.
Vale lembrar que para o caso de teto plano (inclinação de 0º) utilizam-se 40 elementos em cada
aresta que compõem o contorno do edifício, e para os demais casos faz-se uso de 30 elementos.
Todos os resultados mostrados a seguir representam valores médios, ou seja, os valores são
obtidos fazendo a média aritmética dos valores instantâneos durante um determinado intervalo de
tempo de simulação. A Figura 3 apresenta a distribuição dos coeficientes de pressão em todas as
faces do contorno para o caso de teto plano, tais coeficientes são calculados tomando como
referência a pressão no plano de saída, ver Figura 2 e Tabela 1. À esquerda encontra-se o resultado
obtido no presente trabalho, à direita mostra-se a distribuição de pressão obtida experimentalmente
no TPU Aerodynamic Database da Universidade Politécnica de Tóquio (GCOE PROGRAM, 2016).