Análise numérica de dispositivos de extração de energia das ondas do tipo galgamento

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Barbosa, Dante Vinicius Eloy
Orientador(a): Souza, Jeferson Avila
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Energia das Ondas
Dispositivo de Galgamento
Openfoam
Ocean Waves Energy
Overtopping Device
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12641
Resumo: Dissertação (mestrado)
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spelling Barbosa, Dante Vinicius EloySouza, Jeferson Avila2025-04-17T19:00:21Z2025-04-17T19:00:21Z2016BARBOSA, Dante Vinicius Eloy. Análise Numérica de Dispositivos de Extração de Energia das Ondas do Tipo Galgamento. 2016. 92f. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2016.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12641Dissertação (mestrado)Considerando o atual empenho da comunidade científica em desenvolver tecnologias capazes de gerar energia elétrica de forma sustentável, o presente trabalho refere-se ao conversor de energia das ondas chamado de Dispositivo de Galgamento. Este dispositivo provoca a quebra de ondas incidentes a cima da linha de repouso visando criar uma queda d'água capaz de movimentar turbinas de baixa carga contidas no interior de um reservatório. Propõe-se desenvolver uma solução numérica pelo Método dos Volumes Finitos da incidência de ondas regulares sobre dispositivos de galgamento em canais utilizando programa OpenFOAM 2.1.1, que aplica a metodologia Volume de Fluido (volume of fluid – VOF ) para o tratamento do escoamento bifásico (ar e água), através do solver interFOAM. O OpenFOAM é um programa livre de código aberto, que tem conquistado espaço na área dos métodos numéricos em geral. Sendo assim, este estudo busca documentar a metodologia aplicada pelo solver interFOAM, bem como apontá-lo como uma ferramenta interessante para o estudo do princípio de funcionamento de um dispositivo que extrai energia das ondas. Para isto, realiza-se a comparação da onda numérica (H = 1 m, T = 7,5 s,  = 65,4 m e h = 10 m) com o modelo matemático não-linear de Stokes, mostrando que o OpenFOAM conduz a resultados coerentes em relação ao modelo matemático. Comparações das séries de galgamentos calculadas pelo OpenFOAM e pelo programa comercial ANSYS Fluent são apresentadas, mostrando a simultaneidade dos picos de galgamento durante as séries de tempos para sete geometrias diferentes do dispositivo. As magnitudes dos galgamentos também são semelhantes entre os programas. A partir da metodologia verificada, o presente trabalho contribui para o estado da arte avaliando o desempenho de dispositivos em escala real que provocam o galgamento da onda sobre superfícies curvas. Neste caso, são estudadas seis superfícies diferentes separadas em dois grupos em função do comprimento da base que possuem (bases de 12,5 m e 25 m). Os grupos possuem uma superfície linear (rampa), uma superfície côncava e uma superfície convexa. O estudo mostra que, para as condições dadas, a utilização de bases mais compridas ocasionam ganho significativo de massa de água galgada. Nota-se também que adotar uma curvatura adequada para a superfície com base menor, torna possível ultrapassar a quantidade atingida por dispositivos de bases maiores.Considering the current scientific community effort on sustainable energy converters development, this study refers to an ocean wave energy converter called Overtopping Device. This equipment forces the break of incident waves above sea level creating a waterfall which feeds a set of low head turbines inside a reservoir. This study aims to develop a numerical solution based on Finite Volume Method of an Overtopping Device inside of a wave channel by means of OpenFOAM package, which applies Volume of Fluid (VOF) methodology for multiphase tracking through interFOAM solver. OpenFOAM is a free open source code which has been used for engineering numerical studies. So, this study presents interFOAM solver methodology and points it as a considerable tool for propagating waves studies. In this way, the numerical waves (H = 1 m, T = 7,5 s,  = 65,4 m e h = 10 m) are compared with mathematical Stokes non-linear model, showing that OpenFOAM leads to coherent results. Overtopping time series comparisons are performed between OpenFOAM and ANSYS Fluent, showing overtopping time series peaks simultaneity and their magnitude similarity for seven devices' geometries. Once OpenFOAM shows good results in both previous cases, this study proposes the investigation of curved surfaces devices. In this way, six different geometries are organized in two groups according to their bases length (12,5 m and 25 m). Each group contains a linear surface a concave surface and a convex surface. This investigation shows that longer bases occasion overtoppings improvement, for the studied condition. Although, the adoption of an appropriate curved surface for less longer devices may achieve, or even surpass, the amount of water obtained with longer bases devices.porEnergia das OndasDispositivo de GalgamentoOpenfoamOcean Waves EnergyOvertopping DeviceAnálise numérica de dispositivos de extração de energia das ondas do tipo galgamentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGORIGINALdante.pdfdante.pdfapplication/pdf7002808https://repositorio.furg.br/bitstreams/a4cd8af0-43ec-4e6c-83e4-42db1a80b7eb/downloada33da1979acd9738b6944f3ef1838d70MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/ee1855be-7979-4e59-b38b-c9ac77dcc693/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADTEXTdante.pdf.txtdante.pdf.txtExtracted texttext/plain104258https://repositorio.furg.br/bitstreams/fd7570ac-fd04-4103-8366-7ee65183ffc5/download1ad85a297ae4e3e849aca710912291a9MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILdante.pdf.jpgdante.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2599https://repositorio.furg.br/bitstreams/b5ccbbe5-7f7c-47d7-897f-029cb4ddda8c/download409d9d56bff165c35314ad1dd850ea9bMD54falseAnonymousREAD123456789/126412025-12-10 01:25:31.41open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12641https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T04:25:31Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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