Modelado de la Acción del Viento sobre Tanques Empleando OPENFOAM

Abstract

Una de las principales causas de falla estructural en los tanques de almacenamiento de líquidos de forma cilíndrica y baja altura se debe a la acción que el viento ejerce sobre ellos. En el diseño y optimización estructural de los mismos la información respecto de esfuerzos generados por presiones de viento es de suma importancia. En este trabajo se presenta un análisis numérico, por medio de dinámica computacional de fluidos (CFD), del campo de movimiento del aire alrededor de tanques metálicos con el objetivo de obtener presiones de viento sobre los mismos. Para dicho análisis se ha utilizado el software de código libre OpenFOAM, que implementa el método de volúmenes finitos. El solver empleado es el algoritmo SIMPLE (Semi Implicit Method for Pressure Linked Equations) acoplado a un modelo de turbulencia tipo RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes), aplicados sobre mallas tanto estructuradas como no estructuradas. En primer lugar, con la finalidad de validar el uso del código en este tipo de problemas, se realizan aplicaciones de flujo estacionario uniforme sobre diferentes cuerpos tales como esfera y cilindro. Posteriormente, se desarrollan modelizaciones numéricas del flujo de viento actuando sobre un tanque cilíndrico de techo plano inmerso en la capa límite atmosférica. Los resultados numéricos obtenidos son validados comparando los mismos con datos experimentales existentes en la bibliografía.