Evaluación numérica del flujo del viento alrededor de tanques de almacenaniento de grandes dimensiones

Abstract

El propósito de este trabajo es obtener la distribución de presiones sobre la superficie de tanques de almacenamiento de fluidos mediante técnicas computacionales (CFD) utilizando un software multipropósito para tal fin. Se realizó un estudio fluidodinámico de variadas configuraciones de los tanques para estudiar la influencia de la acción del viento sobre los mismos, los resultados obtenidos luego se compararon con ensayos experimentales realizados en túnel de viento. En primer lugar se expuso la problemática abordada y se mencionaron algunos casos ocurridos en la región patagónica de fallas de tanques en etapa constructiva por cargas de viento inferiores a las de diseño de la estructura. Luego se describieron los ensayos realizados en túnel de viento que sirvieron para comparar los resultados y validar los modelos utilizados en el estudio. Antes de comenzar con la modelación en el software, se definieron los conceptos de flujo en capa límite y turbulencia, se presentaron las ecuaciones básicas que gobiernan los principios de mecánica de fluidos, los métodos numéricos y modelos de turbulencia que se utilizan para resolver problemas por medio de dinámica de fluidos computacional. La modelación se realizó mediante el uso del programa Ansys R18.0 Academic que implementa el método de volúmenes finitos. En una primera etapa se modelaron tanques con techo cónico, aislados y en grupo, y en una segunda etapa se modelaron tanques en etapa constructiva, es decir sin techo. Los resultados obtenidos mostraron buena correlación con los valores experimentales y que la distribución de presiones en las paredes se ve fuertemente influenciada por la existencia de otros obstáculos y por la presencia o ausencia del techo del tanque.