Simulação numérica de um TAPCHAN utilizando o método SPH

• Autor(a) principal: Santos, Rafael Rocha
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/58334
• topic: TAPCHAN; Dispositivo de conversão de energia das ondas (WEC -Wave Energy Converter); Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH); Energia das ondas; Galgamento; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

Nas últimas décadas têm surgido diversos desenvolvimentos nos métodos numéricos livres de malha. Estes métodos, permitem ultrapassar a dificuldade que os métodos clássicos, apoiados numa malha, têm em simular fenómenos não lineares de que são exemplos o galgamento, a rebentação ou a interacção onda-estrutura. Nesta dissertação pretende-se explorar as potencialidades do método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) no estudo e na optimização hidrodinâmica de um dispositivo costeiro do tipo TAPCHAN. Inicialmente testa-se e valida-se o método numérico utilizando vários casos bidimensionais, de forma a comprovar que são correctamente simuladas a geração e propagação de onda, o galgamento, a rebentação e a dissipação de energia. O estudo numérico do TAPCHAN foi realizado com base em simulações bi e tridimensionais, tendo sido estudada a influência que o declive da rampa e o ângulo das paredes laterais do dispositivo têm no caudal galgado para o reservatório. Os resultados obtidos permitiram concluir que os ângulos que provocam maior galgamento são 25º para o ângulo da rampa e 19º para o ângulo das paredes laterais. A análise dos campos de velocidade mostra que os caudais galgados estão fortemente relacionados com a velocidade do escoamento na rampa. Para finalizar o estudo, foi realizada uma simulação global (com os parâmetros geométricos que entretanto se mostraram mais realistas) de um canal com 200 metros de largura e estudada a distribuição de velocidades na superfície livre do reservatório de armazenamento. Da análise do campo de velocidades deduz-se que a melhor zona para produção de organismos aquáticos encontra-se a 4,5 metros do final da rampa.