Utilizador:
Fluir sobre a superfície
Conceito 
O vento corresponde a uma massa de ar que se desloca paralela à superfície e, devido à interação com esta, apresenta um gradiente de velocidade. Este gradiente é nulo na superfície e aumenta à medida que nos afastamos dela. A relação entre la velocidade do vento com altura ($V_z$) e la altura acima do solo ($z$) segue uma função logarítmica:
$V_z \propto \ln z$
A forma desta função depende da rugosidade da superfície, representada pelo parâmetro la comprimento de rugosidade ($z_o$), que por sua vez depende da estrutura da superfície:
Além disso, a velocidade do vento em altura depende da velocidade medida a 10 metros acima do nível do solo, caracterizada por la velocidade de fricção ($u$). O perfil de velocidade com a altura é modelado da seguinte forma:
| $ V_z = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z }{ z_o }\right)$ |
ID:(762, 0)
Tensão na superfície
Conceito
Ao mover-se sobre o corpo, a massa de ar tende a arrastar a superfície, criando um tensão de cisalhamento por fricção superficial ($\sigma_a$):
Isso depende de la densidade do ar ($\rho_a$) e de uma velocidade associada à fricção, que denominaremos la velocidade de fricção ($u$), da seguinte forma:
| $ \sigma_a = \rho_a u ^2$ |
ID:(763, 0)
Pressão na superfície
Conceito
O pressão na superfície ($p_z$), que atua verticalmente à superfície:
e geralmente é menor que o pressão atmosférica ($p_0$) devido aos efeitos do deslocamento do ar de la densidade do ar ($\rho_a$) com la velocidade do vento com altura ($V_z$).
Neste caso, podemos modelá-lo usando a equação de Bernoulli com seu termo de energia cinética:
$\displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_Z^2$
Este fator é corrigido com um fator que depende da forma do corpo, o fator de forma aerodinâmica ($C_a$), e um fator que se origina de flutuações devido a vórtices de turbulência, o redução da pressão superficial ($q_z$), resultando em:
| $ q_z = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_z ^2 C_d C_a$ |
Assim, o pressão na superfície ($p_z$) pode ser calculado resultando em:
| $ p_z = p_0 - q_z $ |
ID:(768, 0)
Fator de forma aerodinâmica
Conceito
O efeito do vento em uma estrutura depende da direção em que incide sobre a superfície. Se a direção do vento é representada por uma seta, temos as seguintes situações:
| W | a favor do vento |
| S | lateral |
| L | contra o vento |
| U | inclinação do telhado contra o vento |
| R | inclinação do telhado com vento cruzado |
| D | inclinação do telhado a favor do vento |
Para entender melhor, exemplos apresentados na norma AS/NZS 1170.2 podem ser consultados:
Em resumo, o fator de forma aerodinâmica pode ser modelado por um fator que depende do ângulo entre a normal à superfície e a direção do vento. Com base em dados experimentais de diversas formas, esse fator pode ser aproximado por uma curva de forma:
É importante perceber que a função implica a existência de zonas de pressão positiva, mas também de zonas de pressão negativa, que correspondem a áreas onde o vento literalmente suga.
ID:(760, 0)
Modelo
Conceito
Parâmetros
Variáveis
Cálculos
para 
, depois, selecione a variável: 
para 
Cálculos
Cálculos
Variáve 
Dado Calcular 
Objetivo : Equação A ser usado 
Equações
$ C_a = 0.3445 \theta ^2 - 1.4961 \theta + 0.8$
C_a = 0.3445* theta ^2 - 1.4961* theta + 0.8
$ p_z = p_0 - q_z $
p_z = p_0 - q_z
$ q_z = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_z ^2 C_d C_a$
q_z = rho_a * V_z ^2* C_d * C_a /2
$ \sigma_a = \rho_a u ^2$
sigma_a = rho_a * u ^2
$ V_z = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z }{ z_o }\right)$
V_z = 2* u * log( z / z_o )/5
ID:(764, 0)
Velocidade com altura
Equação
La velocidade do vento com altura ($V_z$) depende de la altura acima do solo ($z$). Geralmente, é praticamente nulo na superfície e alcança o valor relatado nos relatórios meteorológicos a uma altura de 10 metros. Sua variação é influenciada pela rugosidade do terreno, expressa por la comprimento de rugosidade ($z_o$), e por la velocidade de fricção ($u$), da seguinte forma:
| $ V_z = \displaystyle\frac{2}{5} u \ln\left(\displaystyle\frac{ z }{ z_o }\right)$ |
ID:(757, 0)
Tensão na superfície
Equação
O tensão de cisalhamento por fricção superficial ($\sigma_a$) é gerado pela massa de ar que se desloca sobre a superfície. Isso é descrito por la velocidade de fricção ($u$) e la densidade do ar ($\rho_a$) de acordo com a seguinte equação:
| $ \sigma_a = \rho_a u ^2$ |
ID:(758, 0)
Redução da pressão na superfície
Equação
O redução da pressão superficial ($q_z$) é a pressão por unidade de área pela qual ela diminui na superfície do corpo. É modelada como uma modificação do princípio de Bernoulli, caracterizada por la densidade do ar ($\rho_a$) e la velocidade do vento com altura ($V_z$), corrigindo a dinâmica com la fator de resposta dinâmica ($C_d$) e a geometria com o fator de forma aerodinâmica ($C_a$):
| $ q_z = \displaystyle\frac{1}{2} \rho_a V_z ^2 C_d C_a$ |
ID:(759, 0)
Pressão na superfície de um corpo
Equação
O pressão na superfície ($p_z$) é igual a o pressão atmosférica ($p_0$) reduzido em o redução da pressão superficial ($q_z$):
| $ p_z = p_0 - q_z $ |
ID:(776, 0)
Modelo de fator de forma aerodinâmico
Equação
O fator de forma aerodinâmica ($C_a$) pode ser modelado como uma função de o ângulo do vento ($\theta$) para estimar as contribuições para a pressão das diferentes superfícies do objeto. Esse modelo se baseia em constantes derivadas de medições realizadas em vários objetos diferentes:
| $ C_a = 0.3445 \theta ^2 - 1.4961 \theta + 0.8$ |
ID:(761, 0)