Modelagem computacional e método constructal design aplicados a um conversor de energia das ondas do mar do tipo coluna de água oscilante (CAO) analisando a influência em seu desempenho da variação da razão entre o volume de entrada e o volume total da câmara hidropneumática

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Plamer, Cândila Beatriz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Coluna de água oscilante; Geometria e modelagem computacional; Volume de fluido; Oscillating water column; Geometry and computational modeling; Fluid volume
• Link de acesso: http://repositorio.furg.br/handle/1/9095

O presente trabalho trata de simular numericamente o princípio de funcionamento do conversor do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO), considerando uma onda regular em escala real. O objetivo é avaliar a influência da razão entre o volume de entrada da câmara hidropneumática (VE) e o volume total da câmara (VT) no desempenho de um conversor do tipo CAO. São analisados nove valores diferentes para a relação VE/VT. Através do Design Construtal é analisada a geometria que conduz ao melhor desempenho, buscando maximizar a conversão da energia das ondas regulares em energia elétrica, sendo a potência disponível, considerada a função objetivo do problema. Foi estudado o grau de liberdade razão entre a altura da câmara hidropneumática (H1) e o comprimento da câmara (L). O domínio computacional é representado por um tanque de ondas, com o dispositivo CAO acoplado. O FLUENT foi empregado para a solução numérica das equações, baseada no Método dos Volumes Finitos (MVF). A construção da geometria e a geração da malha foram realizadas no GAMBIT. Na interação entre as fases ar e água foi aplicado o método Volume of Fluid (VOF). Os resultados obtidos sugerem que o desempenho do dispositivo CAO, é melhor quando o comprimento de entrada da câmara (L) é aproximadamente o comprimento da onda incidente ( ) dividido por 2,25 (L = /2,25); e a altura do dispositivo CAO (H1) é cerca de 2,25 vezes a altura da onda (H), H1 = 2,25H. Foi observado que ao alterar a relação entre os volumes de entrada e total do dispositivo CAO (VE/VT), a pressão aumenta e a vazão mássica não é influenciada pela variação dessa relação. Disso, conclui-se que, o que contribui na maximização da vazão mássica é a relação (H1/L). E a pressão é influenciada pela razão VE/VT. A potência é uma composição do gradiente de pressão e da vazão mássica.