Turbina Darrieus Numa Plataforma Aérea Por Efeito Magnus

• Autor(a) principal: Moreira, Ricardo Alexandre Lopes
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/36890
• topic: Efeito Magnus; OpenFOAM; Plataforma aérea; Simulação; Turbina Darrieus rotor-H; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

Nos últimos anos, tem-se notado um forte investimento no aproveitamento da energia eólica para a obtenção de energia elétrica. O desenvolvimento tecnológico, a procura constante na rentabilização das energias renováveis e a preocupação com a sustentabilidade do planeta Terra conduzem a um novo paradigma energético. Nesse sentido, pretende-se com este trabalho estudar a possibilidade de configurar uma turbina Darrieus rotor-H, de modo a desenvolver um novo modelo para uma plataforma aérea baseada no efeito Magnus, afim de rentabilizar o projeto lançado pela empresa Omnidea. Numa primeira aproximação, são formuladas duas famílias de configurações, tendo como princípio base o efeito Magnus, onde são discutidos e apresentados alguns parâmetros de funcionamento na perspetiva de potenciar o aproveitamento energético da turbina. São realizadas simulações numéricas a quatro casos de estudo que simbolizam, numa primeira fase, o antigo e o novo modelo da plataforma aérea. Primeiro, simula-se um escoamento bidimensional em torno de um cilindro estacionário e, posteriormente, com o intuito de validar o efeito Magnus, simula-se um escoamento em torno de um cilindro em rotação para várias velocidades de vento e várias velocidades angulares. Depois, simula-se um escoamento bidimensional em torno das pás de uma turbina Darrieus rotor-H e, seguidamente, simula-se, juntamente com essas pás, um cilindro em rotação, cujo eixo de rotação coincide com o eixo de rotação da turbina. Os resultados obtidos são comparados, quando possível, com resultados de outros autores. As simulações numéricas e aerodinâmicas são realizadas no programa OpenFOAM. Para além da bidimensionalidade, o escoamento também é turbulento, pelo que são apresentados os modelos de turbulência e os respetivos parâmetros usados em cada simulação. Através da resolução das equações de Navier-Stokes, o OpenFOAM determina as variações de velocidade e pressão do escoamento.