Doctorado en Ingeniería Estructural
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11191/6744
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- Determinación de coeficientes aerodinámicos de tenso-estructuras aplicando dinámica de fluidos computacional(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012-11) Alvarez Arellano, Juan AntonioEn la presente Tesis Doctoral, se estudia el comportamiento de tenso-estructuras ante acciones de viento considerando geometrías básicas mediante estudios en túnel de viento y Dinámica de Fluidos Computacional. Debido a las características geométricas tan particulares, se carece hasta el momento de recomendaciones suficientes, las cuales permitan diseñar tales estructuras de manera racional. Existen diversas razones que dificultan el estudio experimental, como los problemas de escala y de instrumentación. En la presente investigación, se seleccionan geometrías básicas, a partir de las cuales, se pueden obtener diversas configuraciones de cubiertas que se presentan en la práctica profesional. A partir de estudios en túnel de humo, se logra identificar tres modos de separación de flujo generados en la compleja interacción viento-estructura, los cuales explican cuantitativamente la distribución de los coeficientes de presión obtenidos. Se selecciona la forma llamada “silla de montar” generada a partir de arcos circulares y se hace variar el radio de curvatura principal para estudiar su relación con las acciones de viento. Los resultados muestran que, para valores de curvatura gaussiana cercanas a cero se presentan cambios repentinos en los coeficientes de presión y al incrementar el radio de curvatura en la dirección del viento, aumentan a su vez los coeficientes locales de presión. Se observa también que, debido a que la cubierta en estudio se encuentra fijada al suelo, los efectos predominantes son succiones hacia el piso del tunel. Del estudio de la incidencia del viento a 0° y 90°, se observa que, cuando el viento actúa normal al radio principal de la cubierta, el efecto predominante es la succión producida en el centro de la cubierta. Se estudia otro caso, en el que se conserva la curvatura de la superficie y se hace un corte en planta; el corte elíptico disminuye los coeficientes de presión sobre la cubierta. Se estudia también un paraboloide hiperbólico variando la altura de un extremo donde incide el viento, observándose que cuando la cubierta está suspendida en un punto alto, la cubierta es succionada en la dirección del viento. En el mismo caso, también se identifica el punto de estancamiento de manera numérica y experimental basado en estudios de túnel de humo. Otro estudio consiste en una cubierta cónica de base circular considerando variable la altura de la base de la cubierta al anillo superior de la cubierta para tres casos. Se observa que la presencia del anillo ocasiona cambio repentino en los coeficientes de presión cerca del centro de la cubierta, lo que conduce a que la cubierta sea levantada. Se concluye que, para valores grandes de H, las succiones en la cubierta disminuyen, presentándose los valores más altos a medida que la altura H es mínima.