Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14962
Tipo do documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Formulações integral e diferencial aplicadas à análise de escoamentos sobre rotores eólicos
Título(s) alternativo(s): Differential and integral formulation applied in analysis of flow around wind rotors
Autor(es): Melo, Rafael Romão da Silva
Primeiro orientador: Silveira Neto, Aristeu da
Primeiro coorientador: Vedovoto, João Marcelo
Primeiro membro da banca: Souza, Francisco José de
Segundo membro da banca: Souza, Leandro Franco de
Resumo: Este trabalho apresenta o acoplamento entre as duas formulações diferentes aplicadas à simulação do escoamento e análise de rotores eólicos, formulações integral e diferencial. Primeiramente para a formulação integral é definido um volume de controle onde as variáveis do problema são definidas, bem como as hipóteses simplificadoras necessárias, para então ser proposta uma modelagem matemática. Simulações do escoamento em aerofólios NACA, utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional, são realizadas a fim de determinar os coeficientes de arrasto e sustentação, os quais foram utilizados na formulação integral. As equações de Navier-Stokes são resolvidas em um código computacional e o modelo de turbulência de Smagorinsky com função de amortecimento de Van Driest é utilizado. O código computacional é implementado com uma malha cartesiana estruturada, e o aerofólio é modelado utilizando a Metodologia da Fronteira Imersa. Os resultados da simulação através de um aerofólio NACA0012 são mostrados para vários ângulos de ataque e Re = 10000. Os resultados de eficiência energética são apresentados para uma turbina eólica de eixo horizontal utilizando a formulação integral, onde os coeficientes são dados pelas formulações diferenciais.
Abstract: This work presents the coupling between two different formulations applied to flow simulation and analysis of wind rotors, integral and differential formulations. First, for the integral formulation is defined a control volume where the variables problem are defined, as well as the necessaries working hypothesis, then a proposed mathematical modeling is defined. Simulations through NACA airfoils, using Computational Dynamic Fluids, are performed in order to evaluate drag and lift coefficients, to be used in the integral formulation. The Navier-Stokes equations are solved in house and the Smagorinsky turbulence model with Van Driest damping function is retained. The computational code is implemented with structured cartesian mesh, where the airfoil is modeled using the Immersed Boundary Methodology. The results of simulation through a NACA0012 airfoil are shown for several attack angles and Re = 10000. Results of energetic efficiency are presented for a horizontal axis wind turbine using the integral formulation, where the coefficients are given by differential formulations.
Palavras-chave: Formulação integral
Formulação diferencial
Metodologia da Fronteira Imersa
Turbina eólica
Perfil aerodinâmico
Integral formulation
Differential formulation
Immersed Boundary methodology
Wind turbine
Aerodynamic profile
Turbinas a vento
Dinâmica dos fluidos
Simulação (Computadores)
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: BR
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Sigla da instituição: UFU
Departamento: Engenharias
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Referência: MELO, Rafael Romão da Silva. Differential and integral formulation applied in analysis of flow around wind rotors. 2013. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14962
Data de defesa: 19-Abr-2013
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica



Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.