Análise aerodinâmica de turbinas eólicas Savonius empregando dinâmica dos fluidos computacional

AUTOR(ES)

Akwa, João Vicente

DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Neste trabalho, são apresentados a discussão de conceitos fundamentais, a metodologia e os resultados de simulações numéricas baseadas no Método de Volumes Finitos do escoamento de ar sobre algumas opções de configurações de turbinas eólicas do tipo Savonius, com e sem estatores, em operação e, também, em condições estáticas, como as encontradas nas partidas das mesmas. Comparam-se os resultados para diferentes domínios computacionais, bem como alternativas de discretização espacial e temporal, visando apresentar a influência desses sobre os valores obtidos e estabelecer os parâmetros computacionais adequados para a análise das turbinas em estudo. Nas simulações numéricas, desenvolvidas empregando o programa comercial Star-CCM+, a equação da continuidade e as equações de Navier-Stokes com médias de Reynolds são resolvidas, juntamente com as equações de um modelo de turbulência adequado, que é escolhido, para a obtenção dos campos de pressão e de velocidade do escoamento. Emprega-se um domínio contendo uma região com malha móvel, na qual o rotor é inserido. A cada simulação, a velocidade angular da região de malha móvel é especificada de maneira a variar a razão de velocidade de ponta do rotor. Através da integração das forças ocasionadas devido aos gradientes de pressão e das forças originadas pelo atrito viscoso sobre as pás do rotor eólico, obtém-se o coeficiente de torque em cada simulação. O torque e as forças atuantes no rotor também são obtidos de forma semelhante. Com esses dados, outros parâmetros como a potência e o coeficiente de potência são obtidos. Análises dos principais parâmetros de desempenho do rotor Savonius são realizadas e indicam uma boa concordância com resultados experimentais e de simulações numéricas realizadas por outros autores. Os resultados obtidos nas simulações apresentaram-se bastante representativos do fenômeno analisado.

ASSUNTO(S)

savonius wind turbine energia eólica turbinas eólicas computational fluids dynamics operation simulação numérica dinâmica dos fluidos computacional aerodynamic features

Documentos Relacionados

• Otimização e dinâmica dos fluidos computacional aplicadas a turbinas eólicas
• Análise da influência de diferentes razões de sobreposição no desempenho de turbinas eólicas Savonius empregando dinâmica dos fluidos computacional
• Análise aerodinâmica de um edifício por dinâmica dos fluídos computacional
• Análise numérica da influência de fatores atmosféricos na esteira aerodinâmica de turbinas eólicas
• Development of wind turbine blades by the help of computacional fluid dynamics