Análise numérica do efeito de bloqueio no escoamento sobre uma turbina Savonius em túnel aerodinâmico

• Autor(a) principal: Fraga, Guilherme Crivelli
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/87284
• topic: Engenharia mecânica; Blockage effect; Blockage ratio; Savonius turbine; Computational fluid dynamics

Este trabalho faz a análise da influência da razão de bloqueio de túneis aerodinâmicos sobre a avaliação do desempenho de uma turbina Savonius, através de simulações numéricas baseadas na dinâmica dos fluidos computacional. Utiliza-se para isso o software comercial de volumes finitos ANSYS® Fluent®. Túneis de vento de diferentes áreas de seção transversal são modelados como domínios de cálculo e as condições dos testes experimentais são reproduzidas como condições de contorno nas simulações. O escoamento é modelado como bidimensional, as equações de conservação são resolvidas com médias de Reynolds e adota-se para a modelagem da turbulência o modelo k-ω SST. Um estudo da qualidade das malhas geradas é feito empregando a metodologia GCI (Grid Convergence Index). O parâmetro escolhido como indicador do desempenho do rotor é o seu coeficiente de torque estático, que é calculado para cada configuração de túnel. A partir dos resultados obtidos, estima-se a razão de bloqueio limite de 1/8 para a utilização em testes experimentais, abaixo da qual a influência do efeito de bloqueio sobre os resultados não é perceptível e pode, portanto, ser desconsiderada. Comparações com o que é proposto por outros autores mostram que o limite estabelecido é relativamente alto e pouco conservador; explicações para esses resultados estão nas simplificações adotadas decorrentes da metodologia numérica empregada e na consideração do rotor como estacionário para as simulações.