OBTENCIÓN DE COEFICIENTES DE FORMA EN UNA SECCIÓN CUADRADA MEDIANTE SIMULACIÓN NUMÉRICA
Palabras clave:
ABAQUS, coeficientes de forma, método de elementos finitos FEM, simulación computacional de fluidos CFDResumen
En las estructuras compuestas por celosías a base de perfiles metálicos, la acción del viento resulta predominante en el diseño de los elementos que la componen. Para la determinación de la carga de viento actuante en estas estructuras, los coeficientes de forma correspondientes a los elementos que componen la celosía, revisten vital importancia debido a que, a partir de estos coeficientes, la separación entre reticulados y su permeabilidad, es estimada la carga de viento actuante en la celosía. Estos coeficientes son obtenidos usualmente mediante ensayos experimentales realizados en túnel de viento, sin embargo, el desarrollo de la dinámica computacional de fluidos (CFD) por su sigla en inglés ha cobrado fuerza como alternativa económicamente superior por su alta capacidad de análisis y la precisión alcanzada en los resultados. En el presente trabajo se emplea el programa ABAQUS en la simulación numérica (CFD) para la obtención de los coeficientes forma en una sección prismática cuadrada de aristas vivas a escala real. Los resultados obtenidos en las simulaciones reportan diferencias inferiores al 2% y 6% para los coeficientes CFx y CFy respectivamente con respecto a los valores reportados en la NC 285: 2003. Como parte de las funciones de post-procesamiento son presentados los mapas de presión y velocidad obtenidos en las simulaciones.
Citas
S. Prud´homme, F. Legeron, and S. Langlois, “Calculation of wind forces on lattice structures made of round bars by a local approach,” Engineering Structures, vol. 1, no. January, pp. 1–20, 2018.
N. Fundora, E. B. C. Schetinni, V. Elena, and A. Mercio L. Sousa, “Coeficientes de forma en sección compuesta con ensayos en túnel de viento,” Ingeniería Hidráulica y Ambiental, vol. XLI, no. 1, pp. 85–99, 2020.
H. Z. Deng, H. J. Xu, C. Y. Duan, X. H. Jin, and Z. H. Wang, “Experimental and numerical study on the responses of a transmission tower to skew incident winds,” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, pp. 1–18, 2016.
K. Karthik, M. Vishnu, S. Vengadesan, and S. K. Bhattacharyya, “Optimization of bluff bodies for aerodynamic drag and sound reduction using CFD analysis,” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, vol. 174, no. November 2017, pp. 133–140, 2018.
S. Laima, C. Jiang, H. Li, W. Chen, and J. Ou, “A numerical investigation of Reynolds number sensitivity of flow characteristics around a twin-box girder,” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, vol. 172, no. October 2017, pp. 298–316, 2018.
Y. Cao and T. Tamura, “Shear effects on flows past a square cylinder with rounded corners at 2.2 × e4,” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, vol. 174, no. September 2017, pp. 119–132, 2018.
N. Fundora, L. R. Monteiro, E. B. C. Schettini, and V. Elena, “Determinación de los coeficientes de arrastre y sustentación en un perfil angular de alas iguales con el empleo de simulación numérica,” Ingeniería Y Desarrollo, vol. 38, no. 1, pp. 68–84, 2020.
NC285, "Carga de Viento. Método de cálculo,"ed. Cuba: Oficina Nacional de Normalización (NC), 2003.
ASCE/SEI 7-10, "Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures," ed. United States of America: American Society of Civil Engineers (ASCE), 2010.
F. Moukalled, L. Mangani, and M. Darwish, The Finite Volume Method in Computational Fluid Dynamics. An Advanced Introduction with OpenFOAM and Mathlab, Switzerland: Springer, 2016.
T. Holzmann, Mathematics, Numerics, Derivations and OpenFOAM, 4th Edition. Leoben: Holzmann CFD, 2016.
S. Prud´homme, F. Legeron, A. Laneville, and M. K. Tran, “Wind forces on single and shielded angle members in lattice structures,” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, vol. 124, pp. 20–28, 2014.
K. Nidhul, A. S. Sunil, and V. Kishore, “Numerical Investigation of Flow Characteristics over a Square Cylinder with a Detached Flat Plate of Varying Thickness at Critical Gap Distance in the wake at Low Reynolds Number,” International journal of research in aeronautical and mechanical engineering, vol. 3, no. 1, pp. 104–118, 2015.
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