Desarrollo de un túnel de viento numérico

Abstract

En el presente trabajo se desarrolla y evalúa una metodología alternativa para la simulación numérica de flujos observados en la Capa Límite Atmosférica (CLA) utilizando un modelo computacional de código abierto que implementa el método de Simulación de Grandes Vórtices (LES por sus siglas en inglés) para modelar flujos turbulentos. Esta reproducción de la CLA, realizada tanto experimentalmente en Túneles de viento de tipo CLA o numéricamente con modelos computacionales, es de suma importancia en la realización de estudios de Ingeniería del Viento que involucran entre otros, el análisis de los esfuerzos del viento sobre diversas estructuras, el estudio de la dispersión de contaminantes en el aire, o la evaluación del recurso eólico orientada al aprovechamiento energético del mismo. La metodología propuesta consiste en realizar simulaciones numéricas, utilizando el modelo caffa3d.MBRi, de flujos con características similares a la CLA reproduciendo explícitamente las técnicas utilizadas para generar esta clase de flujos en el Túnel de viento de tipo CLA. Con el fin de facilitar y viabilizar la implementación de estas técnicas en el modelo numérico, se utilizaron distintos abordajes como, la paralelización de dominios mediante MPI (Message Passage Interface) y Condiciones de Borde Inmersas, incorporados previamente en dicho modelo.

Una vez implementada la metodología y configuradas las simulaciones, se realizó su validación utilizando resultados obtenidos de ensayos experimentales efectuados en el Túnel de viento de la Facultad de Ingeniería (UdelaR). Finalmente se analizaron los resultados de la validación, permitiendo concluir que la misma fue implementada de manera adecuada y su desempeño ampliamente satisfactorio. El desarrollo de esta estrategia de simulación con el modelo caffa3d.MBRi brinda al modelo la capacidad de complementar y asistir en los estudios de patrones de viento en zonas urbanizadas realizados tradicionalmente en Túneles de viento.