Avaliação numérica e geométrica da inserção de um anteparo triangular num conversor de energia das ondas do mar do tipo coluna de água oscilante
Autor: Marla Rodrigues de Oliveira (Currículo Lattes)
Resumo
A dissertação apresenta um estudo numérico bidimensional sobre a influência de um anteparo triangular em um dispositivo conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante. O objetivo desta pesquisa é avaliar, numericamente e geometricamente, o efeito da utilização de um anteparo triangular em relação à parede frontal do dispositivo na potência hidropneumática disponível. O domínio computacional consiste em um canal de ondas com um dispositivo CAO onshore. Para a análise geométrica foi aplicado o Método Design Construtal associado à técnica de busca exaustiva. O problema apresenta uma restrição geométrica: a área do anteparo (A2) e dois graus de liberdade: H2/L2 (razão da altura e comprimento do anteparo) e L4 (distância do anteparo em relação à parede frontal). Nas simulações numéricas, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e uma equação para o transporte de fração volumétrica são resolvidas através do Método Volumes Finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado para a interação ar-água. Esse estudo foi dividido em duas etapas. Na primeira fase foi considerado L4 = 0 m (distância 0 entre o anteparo triangular e a parede frontal). Com isso, observou-se que a geometria do dispositivo CAO que propiciou a maior potência hidropneumática disponível foi a geometria de razão H2/L2 = 0,025, enquanto H2/L2 = 0,2 foi a menor. Os resultados mostraram um decrescimento de 106% do melhor para o pior caso na potência hidropneumática disponível no dispositivo CAO. Essa diferença ocorreu devido à variação do grau de liberdade H2/L2. Assim, foi possível concluir que o aumento da razão H2/L2 resultou na diminuição da média Root Mean Square (RMS) da potência hidropneumática disponível do dispositivo CAO. Além disso, teve um decrescimento de 15% quando comparado com o caso do dispositivo sem o anteparo. Já na segunda etapa foi analisado 6 diferentes valores para L4. Dessa forma, pode-se observar que a melhor configuração foi dada por L4 = 6 m e H2/L2 = 0,025 e a pior L4 = 1 m e H2/L2 = 0,2, onde a diferença entre eles também chegou a atingir 106%. A partir disso, concluiu-se que tanto L4, quanto H2/L2 tiveram influência sobre a potência hidropneumática disponível. Aliás, a condição ótima encontrada teve uma diferença positiva de 8% quando comparada com a melhor configuração encontrada para L4 = 0 m. Contudo, teve um decrescimento de 3% quando comparado com o caso sem o anteparo triangular.