Evaluando la capacidad de los modelos de dinámica de fluidos computacional en replicar los resultados de pruebas en túnel de viento para el Puente Rose Fitzgerald Kennedy
Autores: Zhang, Yuxiang; Cardiff, Philip; Cahill, Fergal; Keenahan, Jennifer
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Evaluando la capacidad de los modelos de dinámica de fluidos computacional en replicar los resultados de pruebas en túnel de viento para el Puente Rose Fitzgerald Kennedy
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Civil y Estructural
Palabras clave
Amplia aceptación
CFD
Ingeniería de puentes
Aerodinámica
Simulaciones
Pruebas en túnel de viento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
A pesar de su amplia aceptación en diversas industrias, la CFD se considera una opción secundaria a las pruebas en túneles de viento en la ingeniería de puentes debido a la falta de confianza. Para aumentar la confianza y avanzar en la calidad de las simulaciones en estudios aerodinámicos de puentes, este estudio realizó simulaciones RANS tridimensionales y DES para evaluar la aerodinámica de la losa del puente Rose Fitzgerald Kennedy y demostró procedimientos detallados de verificación y validación del modelo CFD aplicado. Las simulaciones CFD se desarrollaron en OpenFOAM, cuyos resultados se compararon con los resultados de pruebas anteriores en túneles de viento, donde se lograron acuerdos generales aunque también se encontraron y analizaron diferencias. El modelo CFD también se aplicó para estudiar el efecto de las vigas de fascia y los pasamanos en la aerodinámica de la losa del puente, que se habían descuidado en la mayoría de las investigaciones hasta la fecha. Se encontró que estas estructuras secundarias aumentaban los coeficientes de resistencia y reducían los coeficientes de sustentación y momento en hasta un 32%, 94.3% y 52.2%, respectivamente, lo que enfatiza la necesidad de incluir estas estructuras en las evaluaciones del rendimiento aerodinámico de los puentes en servicio. Los detalles de la verificación y validación en este estudio ilustran que las simulaciones CFD pueden determinar resultados cercanos en comparación con las pruebas en túneles de viento.
Descripción
A pesar de su amplia aceptación en diversas industrias, la CFD se considera una opción secundaria a las pruebas en túneles de viento en la ingeniería de puentes debido a la falta de confianza. Para aumentar la confianza y avanzar en la calidad de las simulaciones en estudios aerodinámicos de puentes, este estudio realizó simulaciones RANS tridimensionales y DES para evaluar la aerodinámica de la losa del puente Rose Fitzgerald Kennedy y demostró procedimientos detallados de verificación y validación del modelo CFD aplicado. Las simulaciones CFD se desarrollaron en OpenFOAM, cuyos resultados se compararon con los resultados de pruebas anteriores en túneles de viento, donde se lograron acuerdos generales aunque también se encontraron y analizaron diferencias. El modelo CFD también se aplicó para estudiar el efecto de las vigas de fascia y los pasamanos en la aerodinámica de la losa del puente, que se habían descuidado en la mayoría de las investigaciones hasta la fecha. Se encontró que estas estructuras secundarias aumentaban los coeficientes de resistencia y reducían los coeficientes de sustentación y momento en hasta un 32%, 94.3% y 52.2%, respectivamente, lo que enfatiza la necesidad de incluir estas estructuras en las evaluaciones del rendimiento aerodinámico de los puentes en servicio. Los detalles de la verificación y validación en este estudio ilustran que las simulaciones CFD pueden determinar resultados cercanos en comparación con las pruebas en túneles de viento.