Engenharia eólica em pontes
Introdução
Em geral
Na engenharia, um túnel de vento ou túnel de vento é uma ferramenta de pesquisa desenvolvida para auxiliar no estudo dos efeitos do movimento do ar em torno de objetos sólidos. Com esta ferramenta são simuladas as condições que o objeto da pesquisa vivenciará em uma situação real. Num túnel de vento, o objeto ou modelo permanece estacionário enquanto a passagem de ar ou gás é impulsionada ao seu redor. É usado para estudar os fenômenos que ocorrem quando o ar passa por objetos como aviões, espaçonaves, mísseis, carros, edifícios ou pontes.
História dos túneis de vento
O engenheiro militar inglês Benjamin Robins (1707-1751) inventou um aparelho de braço giratório para realizar experimentos de resistência dentro da teoria da aviação.
George Cayley (1773-1857) também usou um braço giratório para medir a resistência e a sustentação de várias lâminas. Seu braço giratório tinha 1,5 metro de comprimento e atingia velocidades de ponta entre 3 e 6 metros por segundo. Armado com os dados dos testes do braço, Cayley construiu um pequeno planador que se acredita ter sido um dos primeiros veículos mais pesados que o ar usado com sucesso para transportar um homem na história. No entanto, o braço rotativo não produz um fluxo de ar que impacte os formatos de teste na incidência normal. As forças centrífugas e o facto de o objecto se mover através da sua própria esteira significam que é difícil um exame detalhado do fluxo de ar. Francis Herbert Wenham (1824-1908), membro do Conselho da Royal Aeronautical Society do Reino Unido, resolveu esses problemas, projetando e operando o primeiro túnel de vento em 1871.[1].
Um túnel de vento conhecido como “tubo aerodinâmico” foi projetado e construído por Tsiolkovski em 1897.
Assim que esta descoberta veio à tona, dados técnicos detalhados foram rapidamente extraídos. Wenham e seu colega Browning são creditados com muitas descobertas fundamentais, incluindo a revelação dos efeitos benéficos de uma proporção elevada. Carl Rickard Nyberg") usou um túnel de vento ao projetar seu Flugan") em 1897.
Em experimentos, o inglês Osborne Reynolds (1842-1912), da Universidade de Manchester, demonstrou que o padrão de fluxo de ar em um modelo em escala seria o mesmo para o veículo real se um determinado parâmetro de fluxo fosse o mesmo em ambos os casos. Este fator, agora conhecido como Número de Reynolds, é um parâmetro básico na descrição de todas as situações de fluxo de fluidos, incluindo os formatos dos padrões de fluxo, a facilidade de transferência de calor e a presença de turbulência. Isto constitui a justificativa científica central para o uso de modelos em túneis de vento na simulação de fenômenos da vida real.