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túneis de vento com CFD (Computational Fluid Dynamic)

9

novembro

Túneis de vento vs testes com modelagem 3D: o que é mais eficiente

Muito utilizados nas indústrias automobilística e aeroespacial, os túneis de vento são ferramentas de simulação que auxiliam no desenvolvimento de produtos complexos. O objetivo é validar os testes que vão interferir dimensio nonamento das soluções, favorecendo o desempenho em relação à economia de combustível, nível de ruído e dirigibilidade, por exemplo.

Os túneis de vento também podem ser utilizados na construção civil com o objetivo, por exemplo, de verificar o comportamento dos fluidos em determinado contexto e, então, aperfeiçoar as soluções em termos de conforto térmico e qualidade do ar.

Um exemplo de situações em que essa técnica pode ser utilizada é no desenvolvimento de projetos de ventilação natural para galpões industriais. No entanto, existe um jeito de fazê-lo com mais precisão e praticidade: utilizando os testes de modelagem 3D derivados da Engenharia Computacional

Neste post, explicaremos qual é a opção mais vantajosa em termos de custo-benefício, rigor e agilidade nos resultados. Confira!

 

Como funcionam os túneis de vento?

 

A função dos túneis de vento é simular os efeitos do movimento do ar em superfícies e/ou objetos sólidos. O princípio básico é simples: projeta-se um fluxo de ar em velocidades controladas sobre a geometria que se deseja testar. Esse tipo de teste é bastante frequente na validação de desempenho de aeronaves e carros de Fórmula 1.

No caso do automobilismo, os túneis de vento permitem prever o comportamento dos veículos nas pistas, na intenção de criar carros mais estáveis e velozes por meio de alterações aerodinâmicas. Afinal, pouco adianta desenvolver motores super potentes se o veículo não tiver uma estrutura estável ou um formato que amenize os efeitos da resistência do ar.

No entanto, os custos para fazer testes deste tipo com túneis de vento, que envolvem a criação de protótipos físicos para serem testados, são bastante elevados. Por isso, a modelagem em softwares 3D tem ganhado a preferência dos engenheiros, visto que os dados são validados virtualmente, com muito mais precisão, rapidez e praticidade.

 

Por que a modelagem 3D é a melhor opção?

 

O CFD (Computational Fluid Dynamic) é a metodologia de modelagem 3D que deriva da Engenharia Computacional. O software funciona como uma calculadora de fluidos que aperfeiçoa os projetos e permite evidenciar técnica e cientificamente os resultados obtidos com alterações das geometrias e/ou instalações de soluções para melhora da aerodinâmica. Os testes com CFD são muito eficazes no dimensionamento de sistemas de ventilação natural, permitindo obter o máximo desempenho das soluções instaladas. 

Uma série de fatores influenciam nos cálculos e na projeção de sistemas de ventilação natural, como o posicionamento da edificação em relação ao vento e ao sol, a localização e o tamanho das aberturas para passagem do vento, a quantidade de calor existente no ambiente e os dados meteorológicos da atmosfera circundante. Nesse sentido, o CFD é capaz de utilizar esses dados para simular a criação de uma malha 3D na realidade virtual, calculando o os resultados antes e após a instalação  da solução.

Assim, é possível testar o desempenho no modelo computacional conforme as necessidades de cada edificação para, em seguida, aplicar com mais assertividade no contexto real, o que garante uma instalação de alta performance e sem o risco de prejuízo ou retrabalho. Sem falar que isso agiliza a obra para que você possa usufruir mais rapidamente dos benefícios da solução.

Veja a seguir os principais motivos que tornam os testes de modelagem 3D mais vantajosos do que os túneis de vento.

 

Os resultados são mais acurados

 

A modelagem no CFD eleva o grau de qualidade do seu projeto de ventilação porque permite testes mais eficientes. Basta que o levantamento dos dados que influenciam na circulação de ar naquela edificação seja o mais criterioso possível. Assim, ao computar as informações coletadas, o software fará os cálculos e demonstrará o comportamento do fluído de forma automática na realidade virtual, garantindo uma solução de alta performance no contexto real.

 

As simulações são mais rápidas

 

As simulações do CFD auxiliam na evolução contínua de cada projeto ao permitir alterações rápidas e reavaliações sempre que necessário nos mais variados protótipos criados.  Outra vantagem é que, na metodologia de modelagem 3D, fica bem mais fácil entender como  as venezianas e os lanternins industriais — um dos possíveis sistemas de ventilação natural para ambientes fabris — funcionarão na prática, assim como todas as variáveis que influenciam nesse funcionamento e qual deverá ser o encaixe ideal da estrutura.

 

Os custos são bem menores

 

Os túneis de vento, além de serem menos eficientes que os testes com modelagem 3D nos projetos de ventilação natural, demandam um custo maior para sua realização. Já no CFD, como o processo é virtual, não há necessidade de estruturas físicas e grandiosas. Em pouco tempo, o comportamento do ar será analisado e demonstrado  pelo software   e os dados estarão em mãos para iniciar o projeto com a certeza de um resultado bem-sucedido.

Porém, como a eficiência de um projeto de ventilação natural está associada aos fatores técnicos e meteorológicos da edificação e da atmosfera , reforçamos que é preciso muito rigor na etapa de coleta desses dados para que o pós-processamento executado  no CFD seja o mais acurado possível 

O Grupo MB é pioneiro no uso desta metodologia na projeção de venezianas e lanternins industriais. Se você tem interesse na solução, fale com um de nossos especialistas e eleve o nível de qualidade do seu projeto de ventilação natural!

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