Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2024 |
| Autor(a) principal: |
SALES JUNIOR, Celso Antonio Bittencourt
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| Orientador(a): |
SARMIENTO, Angie Lizeth Espinosa
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| Banca de defesa: |
Não Informado pela instituição |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Itajubá
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia
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| Departamento: |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: |
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| Área do conhecimento CNPq: |
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| Link de acesso: |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4002
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Resumo: |
No contexto atual de transição energética, as diversas fontes e tipos sistemas de energias renováveis estão sendo amplamente investigados, principalmente com respeito as suas respectivas viabilidades de aplicações em empreendimentos de Geração Distribuída (GD). Em destaque, pode-se mencionar o emprego de turbinas eólicas para aplicações de pequeno porte, tendo em vista suas dimensões compactas e adaptáveis, o que as tornam adequadas em sistemas de bombeamento de água, irrigação e fornecimento de energia a níveis domésticos, em zonas urbanas ou remotas. Nesse sentido, o presente trabalho visou a criação de uma metodologia de otimização de desempenho aerodinâmico de uma Turbina Eólica de Eixo Vertical (TEEV) de pequeno porte, do tipo Darrieus H. Para tanto, primeiramente, foi elaborada uma metodologia de fluidodinâmica computacional (CFD) flexível, precisa e ágil, a qual demonstrou-se apta a predizer o Coeficiente de Potência (CP) de distintas configurações de TEEV Darrieus H, pois foi calibrada mediante a dados experimentais da literatura, e ainda, adaptada a minimizar a quantidade de simulações referentes aos estudos de independência das discretizações espacial e temporal. Tal metodologia de CFD foi então integrada a um procedimento de otimização baseado em Superfícies de Resposta (SR), sendo tais superfícies, construídas mediante a amostragens geradas a partir de técnicas de planejamento de experimentos (DoE), e ainda, exploradas por Algoritmos de Otimização (AO) na busca de máximo locais. A partir dos resultados, foi possível estabelecer diretrizes gerais para a configuração de uma abordagem de CFD para TEEV Darrieus H de pequeno porte, a qual apresentou um erro percentual máximo de 12% no CP nominal em relação a dados experimentais. Ademais, o procedimento de otimização resultou em um incremento de 11% no CP nominal (considerando um valor típico de CP de TEEV Darrieus H de pequeno porte igual a 0,30 e o erro percentual máximo da metodologia de CFD), o qual atingiu um valor máximo de 0,3778, para uma solidez (σ) igual a 0,24 e um ângulo de montagem (β) igual a -4,1°. Por fim, conclui-se que, a integração de metodologias de simulações de CFD e de otimização baseada em SR pode fornecer resultados confiáveis em um tempo relativamente pequeno, e, portanto, pode ser utilizada como uma ferramenta poderosa no projeto de TEEV Darrieus H. |
