Análise geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante considerando um estado de mar encontrado em Tramandaí - RS

• Autor(a) principal: Mocellin, Ana Paula Giussani
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/273693
• topic: Dinâmica dos fluidos computacional; Design construtal; Coluna de água oscilante; Ondas do mar; Conversores; Computational fluid dynamics; Constructal design; WaveMIMO methodology; OWC device

Dada a crescente demanda energética global, se faz necessário o estudo acerca de fontes renováveis de energia, dentre elas, destaca-se a energia contida nas ondas do mar, cuja extração é realizada através de dispositivos conversores. A presente dissertação tem como objetivo otimizar a geometria da câmara hidropneumática de um dispositivo conversor da energia contida nas ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO), quando submetido às ondas regulares representativas e quando submetido às ondas irregulares realísticas do estado de mar que ocorreu em Tramandaí, município do estado do Rio Grande do Sul (RS). O CAO é de nido como uma estrutura, parcialmente submersa, aberta ao mar abaixo da superfície livre da água e conectado a um duto aberto para a atmosfera. O software de dinâmica dos uidos computacional, FLUENT, foi utilizado para a simulação numérica do CAO acoplado à um canal de ondas bidimensional. A metodologia WaveMIMO foi utilizada para a geração das ondas irregulares realísticas. O Design Construtal, associado à Busca Exaustiva, foi empregado na otimização geométrica da câmara hidropneumática do CAO. O grau de liberdade H1/L (razão entre a altura e o comprimento da câmara hidropneumática do CAO) foi variado com o objetivo de maximizar a potência hidropneumática disponível. Os resultados mostraram que a geometria que otimiza o CAO, ou seja, aquela que maximiza a potência hidropneumática disponível quando o dispositivo é submetido às ondas regulares representativas é (H1/L)o = 0,4297, onde se obteve 53,15 W. Enquanto, quando o dispositivo é submetido às ondas irregulares realísticas, a geometria ótima é (H1/L)o = 0,1985 e obteve-se uma potência de 25,44 W. Deste modo, observou-se que as ondas regulares representativas superestimam a potência obtida pelo CAO.