Estudo Comparativo de Vários Modelos de Turbulência RANS na Análise de Ventilação Natural

Abstract

No Brasil, país de clima preponderantemente tropical, a obtenção do conforto térmico em habitações através da ventilação natural é uma estratégia de cunho social. Os sistemas passivos de ventilação variam em função do clima local, do tipo de edificação, em função da topologia e das obstruções vizinhas. Com o objetivo de prever os fluxos de ar e, consequentemente, do condicionamento interno em modelos habitacionais, utilizou-se o software de código aberto OpenFOAM. Foi simulado, o escoamento em regime permanente em torno de três edificações genéricas, dispostas em série, variando-se o espaçamento entre as mesmas e a inclinação do terreno. Para as simulações com a metodologia RANS foram empregados os modelos de fechamento Standart k-epsilon (SKE), Renormalization Group k-epsilon (RNG), Realizable k-epsilon (RLZ), Shear Stress Transport k-omega (SST) e Spalart-Allmaras (S-A), enquanto para a metodologia LES adotou-se o modelo de sub-malha de Smagorinsky. Por fim, para metodologia DES consideram-se os modelos SA-DDES e SA-IDDES. Os resultados permitem comparar e analisar como os diferentes modelos de turbulência influenciam a velocidade média, vazão volumétrica, energia cinética turbulenta e topologia do escoamento no caso ventilação natural por diferença de pressão.