Investigação do escoamento de ar na camada limite atmosférica em um terreno complexo através de CFD

Abstract

O trabalho consiste na simulação do escoamento de ar em um terreno de topografia complexa, empregando o software de CFD Fluent. A região escolhida para realização das simulações é Askervein, na Escócia, devido à grande quantidade de dados experimentais e trabalhos realizados sobre o local. São utilizados modelos de turbulência baseados na solução das equações de energia cinética turbulenta (k) e de sua taxa de dissipação (ε). Os resultados obtidos indicam que os modelos são precisos em representar o comportamento do escoamento na região do barlavento do morro, porém, devido à grande sensibilidade à turbulência na região do sotavento, os modelos superestimam os valores de velocidade e subestimam a quantidade de energia cinética turbulenta. Por fim, verifica-se que os resultados obtidos estão em linha com os apresentados em outros estudos sobre a influência da topografia no comportamento do escoamento de ar.

The present work consists of using the commercial package ANSYS Fluent to carry out simulations of air flow in a complex topography. The region chosen for the simulations is the Askervein hill, in Scotland, due to the large amount of experimental data and work carried out on the site. Two-equation turbulence models based on the solution of the turbulent kinetic energy (k) and its dissipation rate (ε) are used. The results obtained indicate that the models are accurate in representing the flow behavior in the windward region of the hill, however, due to the great sensitivity to turbulence in the leeward region, the models overestimate the speed values and underestimate the amount of turbulent kinetic energy. Finally, it appears that the results obtained are similar with those presented in other studies about the influence of topography on the behavior of air flow.