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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14962
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Formulações integral e diferencial aplicadas à análise de escoamentos sobre rotores eólicos |
Alternate title (s): | Differential and integral formulation applied in analysis of flow around wind rotors |
Author: | Melo, Rafael Romão da Silva |
First Advisor: | Silveira Neto, Aristeu da |
First coorientator: | Vedovoto, João Marcelo |
First member of the Committee: | Souza, Francisco José de |
Second member of the Committee: | Souza, Leandro Franco de |
Summary: | 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. |
Keywords: | 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) |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
Language: | por |
Country: | BR |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Institution Acronym: | UFU |
Department: | Engenharias |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
Quote: | 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 |
Date of defense: | 19-Apr-2013 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica |
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