Application of constructaldesign for the geometric analysis of a oscillating water column device in the form of double trapezium subjected to regular waves
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Data de Publicação: | 2022 |
Outros Autores: | , , , , , |
Tipo de documento: | Artigo |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia |
Texto Completo: | https://periodicos.unb.br/index.php/ripe/article/view/19220 |
Resumo: | O presente artigo aborda numericamente a forma geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) no formato de um duplo trapézio. O sistema foi submetido a incidência de ondas regulares com períodos iguais a: T = 3,0 s, T = 7,5 s e T = 15,0 s, respectivamente. O objetivo é maximizar a potência hidropneumática disponível. Para a análise computacional é empregado um código de dinâmica dos fluidos computacional baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado no tratamento da interação água-ar. O domínio computacional é representado por um tanque de ondas com o dispositivo CAO acoplado. É empregado o Design Construtal para a avaliação geométrica. O grau de liberdade analisado foi H1/L (razão entre a altura e o comprimento de entrada da câmara hidropneumática). As restrições do problema são a área de entrada da câmara hidropneumática e a área total da câmara CAO que são mantidas constantes e a razão L1/L (razão entre largura da câmara CAO e a largura de entrada da câmara), que foi predeterminada como uma constante c com valores específicos: 1,25 / 1,50 / 1,75. A partir dos dados obtidos são analisados: fator de amplificação, vazão mássica, pressão e potência hidropneumática. Os resultados indicam que a análise de configuração geométrica de dispositivo CAO conduz ao máximo aproveitamento da potência hidropneumática disponível, sendo que o caso de maior desempenho obtido para a potência hidropneumática, quando H1/L = 0,0230, é cerda de 1200 vezes maior que o pior resultado obtido nesse estudo. |
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Application of constructaldesign for the geometric analysis of a oscillating water column device in the form of double trapezium subjected to regular wavesAplicação de design construtal para a análise geométrica de um dispositivo coluna de água oscilante no formato de duplo trapézio submetido a ondas regularesDesign Construtal. Oscillating Water Column (OWC). Volume of Fluid. Regular waves. Wave energy.Design Construtal. Coluna d’água oscilante (CAO). Volume of Fluid. Ondas regulares. Energia das ondas.O presente artigo aborda numericamente a forma geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) no formato de um duplo trapézio. O sistema foi submetido a incidência de ondas regulares com períodos iguais a: T = 3,0 s, T = 7,5 s e T = 15,0 s, respectivamente. O objetivo é maximizar a potência hidropneumática disponível. Para a análise computacional é empregado um código de dinâmica dos fluidos computacional baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado no tratamento da interação água-ar. O domínio computacional é representado por um tanque de ondas com o dispositivo CAO acoplado. É empregado o Design Construtal para a avaliação geométrica. O grau de liberdade analisado foi H1/L (razão entre a altura e o comprimento de entrada da câmara hidropneumática). As restrições do problema são a área de entrada da câmara hidropneumática e a área total da câmara CAO que são mantidas constantes e a razão L1/L (razão entre largura da câmara CAO e a largura de entrada da câmara), que foi predeterminada como uma constante c com valores específicos: 1,25 / 1,50 / 1,75. A partir dos dados obtidos são analisados: fator de amplificação, vazão mássica, pressão e potência hidropneumática. Os resultados indicam que a análise de configuração geométrica de dispositivo CAO conduz ao máximo aproveitamento da potência hidropneumática disponível, sendo que o caso de maior desempenho obtido para a potência hidropneumática, quando H1/L = 0,0230, é cerda de 1200 vezes maior que o pior resultado obtido nesse estudo.Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia2022-09-12info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://periodicos.unb.br/index.php/ripe/article/view/1922010.26512/ripe.v5i1.19220Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia; Vol. 5 No. 1 (2019): Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia - RIPE; 186-194Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia; v. 5 n. 1 (2019): Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia - RIPE; 186-1942447-610210.26512/ripe.v5i1reponame:Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenhariainstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBporhttps://periodicos.unb.br/index.php/ripe/article/view/19220/34590Copyright (c) 2019 Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenhariahttps://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessPicanço, Cezar Eduardo PereiraOliveira, Daniele Melo deCunha, MarcelIsoldi, LiercioSantos, ElizaldoRocha, LuizGomes, Mateus2022-09-12T17:46:30Zoai:ojs.pkp.sfu.ca:article/19220Revistahttps://periodicos.unb.br/index.php/ripePUBhttps://periodicos.unb.br/index.php/ripe/oaianflor@unb.br2447-61022447-6102opendoar:2022-09-12T17:46:30Revista Interdisciplinar de Pesquisa em Engenharia - Universidade de Brasília (UnB)false |
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O presente artigo aborda numericamente a forma geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) no formato de um duplo trapézio. O sistema foi submetido a incidência de ondas regulares com períodos iguais a: T = 3,0 s, T = 7,5 s e T = 15,0 s, respectivamente. O objetivo é maximizar a potência hidropneumática disponível. Para a análise computacional é empregado um código de dinâmica dos fluidos computacional baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado no tratamento da interação água-ar. O domínio computacional é representado por um tanque de ondas com o dispositivo CAO acoplado. É empregado o Design Construtal para a avaliação geométrica. O grau de liberdade analisado foi H1/L (razão entre a altura e o comprimento de entrada da câmara hidropneumática). As restrições do problema são a área de entrada da câmara hidropneumática e a área total da câmara CAO que são mantidas constantes e a razão L1/L (razão entre largura da câmara CAO e a largura de entrada da câmara), que foi predeterminada como uma constante c com valores específicos: 1,25 / 1,50 / 1,75. A partir dos dados obtidos são analisados: fator de amplificação, vazão mássica, pressão e potência hidropneumática. Os resultados indicam que a análise de configuração geométrica de dispositivo CAO conduz ao máximo aproveitamento da potência hidropneumática disponível, sendo que o caso de maior desempenho obtido para a potência hidropneumática, quando H1/L = 0,0230, é cerda de 1200 vezes maior que o pior resultado obtido nesse estudo. |
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