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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
ENGENHARIA URBANA (40004015027P8)
APLICAÇÃO DA DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL PARA ANÁLISE DA TEMPERATURA EM CENTROS URBANOS: Estudo de caso no Município de Maringá – PR
JHONATHAN YOSHIAKI NAMBA
DISSERTAÇÃO
21/12/2021

Grandes cidades estão implantando medidas para controle das altas temperaturas, visando otimizar o uso energético das edificações e melhorar a qualidade de vida dos habitantes e trabalhadores. Frente aos problemas que surgiram, novas ferramentas foram propostas buscando entender melhor a física nos núcleos urbanos. A dinâmica dos fluidos computacional é uma dessas ferramentas, que tem sido aplicada amplamente em estudos envolvendo fenômenos de transporte. Aliado com estudos da climatologia urbana, esta ferramenta tem permitido a evolução de investigações de medidas mitigadoras de efeitos térmicos indesejáveis, como as ilhas de calor. Levando isto em consideração, este trabalho desenvolve um modelo urbano solucionável por dinâmica dos fluidos computacional, para testar possíveis medidas mitigadoras do aquecimento nas cidades. Efetuou-se uma caracterização meteorológica do local de estudo, com os valores de temperatura, velocidade e direção do vento. Além disso, um modelo de radiação solar desenvolvido pela American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) foi testado e verificado com dados medidos pela estação meteorológica local. Por fim, simulações da Avenida Horácio Racanello Filho (Latitude -23,4182º; Longitude -51,9348º) foram realizadas com o intuito de observar a temperatura nos diversos materiais que compõem a Avenida atualmente. Como medida de mitigação dos efeitos das altas temperaturas, foi criado um segundo modelo com alteração das características da superfície do asfalto e dos telhados, substituindo-os por superfícies de maior albedo. Os resultados indicaram que o modelo de radiação solar adotado se aproxima dos dados da estação meteorológica para o local de estudo. Por fim, a simulação apresentou altos valores de temperatura para superfícies com baixo albedo como asfalto e construções. Além disso, a utilização de marquises na Avenida demonstrou uma queda da temperatura média nas calçadas, sendo um importante elemento para melhora do conforto térmico do pedestre. As medidas de mitigação aplicada demonstraram uma melhora na redução da temperatura superficial, em especial nos telhados e às 12h no dia de solstício de verão. No que concerne à dinâmica dos ventos para o caso de estudo, constatou-se a existência de vórtices nos cânions urbanos que dificultam a dispersão de poluentes atmosféricos e o resfriamento das porções mais baixas.

Climatologia Urbana;Ilhas de calor;Conforto térmico.
Large cities are implementing measures to control high temperatures to optimize the energy use of buildings and improve the quality of life of inhabitants and workers. Faced with the problems that arose, new tools were proposed seeking to better understand physics in urban centers. Computational fluid dynamics is one of these tools, which has been widely applied in studies involving transport phenomena. Allied with studies of urban climatology this tool has allowed the evolution of investigations of mitigating measures of undesirable thermal effects, such as heat islands. Taking this into account, this work develops an urban model solvable by computational fluid dynamics, to test possible mitigating measures of heating in cities. A meteorological characterization of the study site was performed, with the values of temperature, speed and wind direction. In addition, a solar radiation model developed by the American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) was tested and verified with data measured by the local weather station. Finally, simulations of Horacio Racanello Filho Avenue (Latitude -23.4182º; Longitude -51.9348º) were carried out in order to observe the temperature in the various materials that make up the Avenue today. As a measure to mitigate the effects of high temperatures, a second model was created with alteration of the characteristics of the asphalt surface and roofs, replacing them with larger albedo surfaces. The results indicated that the adopted solar radiation model approaches the data from the meteorological station to the study site. Finally, the simulation showed high temperature values for low-albedo surfaces such as asphalt and constructions. In addition, the use of marquees on the Avenue demonstrated a fall in the average temperature on the sidewalks, being an important element to improve the thermal comfort of the pedestrian. The mitigation measures applied demonstrated an improvement in the reduction of surface temperature, especially on roofs and 12h on the day of summer solstice. Regarding the dynamics of winds for the study case, it was found the existence of vortexes in urban canyons that hinder the removal of pollutants and the cooling of the lower parts.
Urban Climatology;Heat islands;Thermal comfort.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
O trabalho possui divulgação autorizada
Dissertacao Jhonathan Yoshiaki Namba.pdf

Contexto

INFRA-ESTRUTURA E SISTEMAS URBANOS
INFRA-ESTRUTURA E TECNOLOGIA URBANA
MODELAGEM HIDRODINÂMICA DE CANAIS NATURAIS DO MUNICÍPIO DE MARINGÁ

Banca Examinadora

ED PINHEIRO LIMA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
MARCELO JOSE ALBA Participante Externo
ED PINHEIRO LIMA Docente - PERMANENTE
ALEXANDRE MARCONI DE SOUZA DA COSTA Participante Externo
PAULO FERNANDO SOARES Docente - PERMANENTE

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Sim
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