Avaliação do escoamento do ar no interior de um laboratório - Zdanowski, Francisco Bernardo Leibusch de Margarido (2016)
A dinâmica dos fluidos computacional (DFC) começa na indústria da ventilação por volta dos anos70 e tem um vasto uso nas áreas de engenharia, nomeadamente em projectos de climatização. A sua utilização em fase de projecto e no teste de soluções com alto risco permite poupar a nível económico e energético. A nível da climatização, a DFC tem como base as equações que descrevem o movimento do ar e a transferência de calor, as equações de Navier-Stokes, e conservação da energia, respectivamente. A resolução destas é feita através de métodos numéricos e permite obter resultados discretos localizados no espaço e no tempo. Este trabalho analisa um escoamento incompressível, para tal deduzem-se e resolvem-se numericamente as equações diferenciais parciais da continuidade, de Navier-Stokes e da energia. A resolução foi realizada em duas fases, na primeira desenvolveu-se um programa em ambiente MatLab que pretende resolver um escoamento laminar através do algoritmo SIMPLE e obter o perfil de velocidade. Na segunda através do uso do software comercial OpenFOAM, pretende-se resolver um escoamento turbulento com o modelo de turbulência k - contabilizando as forças de impulsão através da aproximação de Boussinesq. Através destas duas fases avaliou-se o escoamento do ar no interior do laboratório e obtiveram-se os perfis de temperatura e velocidade que se desenvolvem no laboratório. Os dois problemas abordados são caracterizados por um difusor e uma grelha de extracção, a duas dimensões, que se diferenciam pela direcção com que o ar é inserido no laboratório. Este estudo foi efectuado para duas condições de ar distintas (condições típicas de verão e de inverno) com o intuito de analisar a influência das condições de insuflação. Através dos perfis de temperatura e de velocidade dos regimes transientes obtém-se informação acerca do tempo que demora até se obterem condições de conforto térmico e da forma como se podem dispor os difusores e as grelhas de extracção.