Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mendes, Rafael Castilho Faria
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40223
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.
id UNB_18996d18932ca21c7284ef53de917640
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/40223
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjosTurbinas de eixo horizontalTurbinas hidrocinéticasTúnel de ventoAnemômetro de fio quenteTurbulênciaEsteiras aerodinâmicasTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.O principal objetivo deste trabalho é investigar o comportamento do escoamento de turbinas de eixo horizontal operando dentro de arranjos. Partindo de metodologias experimentais e numéricas pretende-se observar as interações entre esteiras devido a proximidade de outro rotor. Os testes foram executados em túnel de vento, utilizando um modelo reduzido de escala 1:10 de uma turbina hidrocinética, aplicando de técnicas de medição de potência e anemometria de fio quente. Já os métodos numéricos foram baseados em simulações CFD, empregando uma modelagem da turbulência baseada médias de Reynolds (RANS) e simulações de grandes escalas (LES). Validações entre os resultados numéricos e experimentais foram executadas a partir da comparação do coeficiente de potencia e medições de perfis de velocidade. A esteira aerodinâmica foi analisada em três etapas distintas, sendo elas: a operação isolada, o par de turbinas laterais e o arranjo triangular, variando em 10 configurações distintas. A partir dos contrastes observados durante os testes, notou-se a correlação entre a eficiência com sua posição relativa à outras turbinas, podendo em alguns casos ultrapassar o coeficiente de potência em até 9% em relação a operação isolada. Durante o estudo da esteira, foram considerados aspectos das propriedades médias juntamente com séries temporais medidas com anemometria de fio quente. Empregando os resultados experimentais e numéricos, técnicas de identificação de estruturas são introduzidas para o reconhecimento dos vórtices de ponta de pá e nacele de turbinas de eixo horizontal. A partir de dos sinais turbulentos, uma metodologia para determinação do comprimento característico das estruturas típicas do escoamento por meio da análise da função autocorrelação é descrita. A morfologia do comportamento de esteiras aerodinâmicas em operação na proximidade de um ou mais rotores é reportada.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The main goal was to investigate the flow behavior in horizontal axis turbines at near arrangements. Starting from experimental and numerical methodologies, it was intended to observe the interactions between rows due to the proximity with another rotor. The tests were performed in a wind tunnel, applying a 1:10 scale-model of a hydrokinetic turbine, implementing power measurement techniques and hot wire anemometer. The numerical methods were based on CFD simulations, with turbulence model based on Reynolds averages (RANS) and large scale simulations (LES). Validations between numerical and experimental results were performed by comparing the power coefficient and velocities profiles measurements. The aerodynamic wake was analyzed in three different stages: the isolated operation, the pair of side turbines and the triangular arrangement ranging in 10 different configurations. From the contrasts observed during the tests, the correlation between efficiency and its relative position to other turbines was noted, in some cases being able to exceed the power coefficient by up to $ 9 \% $ to the isolated operation. During the wake study, aspects of the average properties were considered together with measured time series velocity with hot-wire anemometer. Through the experimental and numerical results, structure identification techniques are introduced for the recognition of the tip and nacelle vortex for horizontal axis turbines. From the turbulent velocities signals, a methodology for determining the characteristic length of the typical flow structures through the analysis of the autocorrelation function was described. The aerodynamic wake morphology behavior in operation in the proximity of one or more rotors is reported.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasOliveira, Taygoara Felamingo deMendes, Rafael Castilho Faria2021-03-12T12:10:53Z2021-03-12T12:10:53Z2021-03-122020-10-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMENDES, Rafael Castilho Faria. Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos. 2020. 142 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/40223A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-04-12T15:07:27Zoai:repositorio.unb.br:10482/40223Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-04-12T15:07:27Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
title Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
spellingShingle Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
Mendes, Rafael Castilho Faria
Turbinas de eixo horizontal
Turbinas hidrocinéticas
Túnel de vento
Anemômetro de fio quente
Turbulência
Esteiras aerodinâmicas
title_short Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
title_full Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
title_fullStr Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
title_full_unstemmed Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
title_sort Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos
author Mendes, Rafael Castilho Faria
author_facet Mendes, Rafael Castilho Faria
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Oliveira, Taygoara Felamingo de
dc.contributor.author.fl_str_mv Mendes, Rafael Castilho Faria
dc.subject.por.fl_str_mv Turbinas de eixo horizontal
Turbinas hidrocinéticas
Túnel de vento
Anemômetro de fio quente
Turbulência
Esteiras aerodinâmicas
topic Turbinas de eixo horizontal
Turbinas hidrocinéticas
Túnel de vento
Anemômetro de fio quente
Turbulência
Esteiras aerodinâmicas
description Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-10-06
2021-03-12T12:10:53Z
2021-03-12T12:10:53Z
2021-03-12
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv MENDES, Rafael Castilho Faria. Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos. 2020. 142 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
https://repositorio.unb.br/handle/10482/40223
identifier_str_mv MENDES, Rafael Castilho Faria. Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos. 2020. 142 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
url https://repositorio.unb.br/handle/10482/40223
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1814508213526069248

Registros relacionados