Ventilação natural em ambiente de HIS: calibração de modelo de fluidodinâmica computacional (CFD) com base em dados experimentais

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dc.contributor.advisorAtem, Camila Gregório
dc.contributor.authorBrambilla, Gabriel Hideo Tsurukava
dc.contributor.bancaGiglio, Thalita Gorban Ferreira
dc.contributor.bancaLukiantchuki, Marieli Azoia
dc.coverage.extent112 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-28T18:08:44Z
dc.date.available2026-08-28T18:08:44Z
dc.date.issued2026-05-15
dc.description.abstractResumo: A ventilação natural representa uma importante estratégia passiva com eficácia comprovada na literatura, sendo relevante na busca pelo conforto térmico dos usuários, melhoria de qualidade de ar e destacando-se por seu baixo custo e fácil aplicação. A análise desse fenômeno por meio de simulações de fluidodinâmica computacional (CFD) possui grande potencial, especialmente pela sua praticidade e flexibilidade em testar múltiplos cenários. Para que as simulações sejam utilizadas como instrumento de projeto desta estratégia natural, faz-se necessário a calibração de modelos que possam espelhar a realidade. Observa-se, no entanto que na literatura há poucos trabalhos que realizam medições da ventilação em ambientes não controlados reais e confrontam estes dados com simulações CFD. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo a calibração de um modelo de simulação computacional de ventilação natural, a partir de dados experimentais obtidos por meio ensaio com gás traçador, visando avaliar a capacidade do modelo em reproduzir o comportamento do escoamento do ar do cômodo principal de uma habitação de interesse social (HIS). A simulação foi realizada através do software versão estudantil 2025 Ansys Fluent em protótipo de HIS localizado na Universidade Estadual de Londrina. O método inclui a calibração do modelo por meio da taxa de renovação de ar (ACH) obtida em ensaio experimental com gás traçador CO2 em escala real e condições de campo, além da análise da sensibilidade do modelo frente à velocidade e ao ângulo de incidência do vento, bem como a avaliação qualitativa do fluxo do escoamento interno. Os valores de ACH simulados apresentaram a mesma ordem de grandeza dos resultados experimentais, com melhor concordância nas simulações com velocidades do vento de 0,2 m/s e 0,3 m/s, atingindo diferenças percentuais de 0,7%, 1,8% e 5,2%. Por outro lado, observou-se elevada variação nos casos com menores velocidades do vento (0,03 m/s e 0,06 m/s) com diferenças percentuais de até 67,7% e 80,3% em casos extremos, indicando limitações na calibração nessas condições. Dessa forma, a calibração foi alcançada de forma parcial, com potencial de aprimoramento mediante refinamento das condições de contorno e redução de incertezas associadas ao ensaio experimental e modelo numérico
dc.description.abstractother1Abstract: Natural ventilation represents an important passive strategy with proven effectiveness in the literature, being relevant in the pursuit of thermal comfort for users, improved air quality, and standing out for its low cost and ease of application. The analysis of this phenomenon through computational fluid dynamics (CFD) simulations has great potential, especially due to its practicality and flexibility in testing multiple scenarios. For simulations to be used as a design tool for this natural strategy, it is necessary to calibrate models that can reflect reality. However, it is observed that there are few studies in the literature that measure ventilation in real uncontrolled environments and compare these data with CFD simulations. In this context, the present work aimed to calibrate a computational simulation model of natural ventilation, based on experimental data obtained through a tracer gas test, in order to evaluate the model's ability to reproduce the airflow behavior of the main room of a social housing unit. The simulation was performed using the student version 2025 Ansys Fluent software in a prototype of a social housing unit located at the State University of Londrina. The method includes calibrating the model using the air exchange rate (ACH) obtained from an experimental test with CO2 tracer gas at full scale and under field conditions, as well as analyzing the model's sensitivity to wind speed and angle of incidence, and a qualitative assessment of the internal flow. The simulated ACH values showed the same order of magnitude as the experimental results, with better agreement in simulations with wind speeds of 0.2 m/s and 0.3 m/s, reaching percentage differences of 0.7%, 1.8%, and 5.2%. On the other hand, high variation was observed in cases with lower wind speeds (0.03 m/s and 0.06 m/s), with percentage differences of up to 67.7% and 80.3% in extreme cases, indicating limitations in calibration under these conditions. Thus, calibration was only partially achieved, with potential for improvement through refinement of boundary conditions and reduction of uncertainties associated with the experimental test and numerical model
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19768
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCTU - Departamento de Construção Civil
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectCalibração
dc.subjectEnsaio gás traçador CO2
dc.subjectHIS
dc.subjectSimulação CFD
dc.subjectVentilação natural
dc.subjectConforto térmico
dc.subjectDinâmica dos fluidos computacional (CFD)
dc.subjectHabitação de interesse social (HIS)
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsCalibration
dc.subject.keywordsTracer gas decay CO2
dc.subject.keywordsHIS
dc.subject.keywordsCFD simulation
dc.subject.keywordsNatural ventilation
dc.subject.keywordsThermal comfort
dc.subject.keywordsComputational fluid dynamics
dc.subject.keywordsSocial housing (HIS)
dc.titleVentilação natural em ambiente de HIS: calibração de modelo de fluidodinâmica computacional (CFD) com base em dados experimentais
dc.title.alternativeNatural ventilation in social housing: calibration of a computational fluid dynamics (CFD) model based on experimental data
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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