Levantamento da curva de desempenho de aerogeradores de pequeno porte projetados com perfis naca de quatro dígitos, através de simulação númerica utilizando a Biblioteca de CFD OpenFOAM

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: Carneiro, Francisco Olimpio Moura
Outros Autores: Rocha, Paulo Alexandre Costa, Silva, Maria Eugênia Vieira da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: https://www.abcm.org.br/anais/conem/2010
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Coeficiente de potência
Aerogerador de pequeno porte
Teoria do momento do elemento de pá
OpenFOAM
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/61350
Resumo: This work consisted in using the open source library of Computational Fluid Dynamics (CFD) OpenFOAM, to obtain the solution for a steady three-dimensional flow on small wind turbines, applying the RANS turbulence models k-ε and k-ω SST. Aiming to estimate the theoretical efficiency curve, values were calculated for the power coefficient at different tip speed ratios. The rotor has a diameter of 1.5 m and consists of three blades designed by the Blade Element Momentum (BEM) method for the tip speed ratio equal to five and using NACA four-digit profiles (4412 and 6412). The simulations were performed assuming a free-flow speed equal to 7.5 m/s. For each of the situations described was carried out a set of 6 simulations, in which the blade speed of rotation was varied according to the desired tip speed ratio - 2, 3, 4, 5, 6 and 7. The pressure and viscosity momentum on the blades obtained in each of the simulations were used to calculate the power coefficients. The results showed that the models used provide higher power coefficients for profiles with small camber, as NACA 4412 and it is compatible with the literature data.
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The rotor has a diameter of 1.5 m and consists of three blades designed by the Blade Element Momentum (BEM) method for the tip speed ratio equal to five and using NACA four-digit profiles (4412 and 6412). The simulations were performed assuming a free-flow speed equal to 7.5 m/s. For each of the situations described was carried out a set of 6 simulations, in which the blade speed of rotation was varied according to the desired tip speed ratio - 2, 3, 4, 5, 6 and 7. The pressure and viscosity momentum on the blades obtained in each of the simulations were used to calculate the power coefficients. The results showed that the models used provide higher power coefficients for profiles with small camber, as NACA 4412 and it is compatible with the literature data.Este trabalho consistiu na utilização da biblioteca de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD, em inglês) de código aberto, OpenFOAM, para a solução em regime permanente do escoamento tridimensional sobre aerogeradores de pequeno porte, utilizando os modelos de turbulência RANS k-ε e k-ω SST. Objetivando realizar o levantamento teórico da curva de eficiência, calcularam-se valores para o coeficiente potência em diferentes velocidades especificas. O rotor possui 1,5m de diâmetro e é composto de três pás projetadas pelo método do Momento do Elemento de Pá (BEM, em inglês) para velocidade específica igual a cinco, utilizando perfis NACA de quatro dígitos (4412 e 6412). As simulações foram realizadas supondo uma velocidade de corrente livre igual a 7,5m/s. Para cada uma das situações mencionadas foi realizado um conjunto de 6 simulações, nas quais variou-se a velocidade de rotação da pá de acordo com a velocidade específica desejada – 2, 3, 4, 5, 6 e 7. Os momentos de pressão e de viscosidade sobre as pás obtidos em cada uma das simulações foram utilizados para calcular os respectivos coeficientes de potência. Os resultados demonstraram que os modelos utilizados fornecem maiores coeficientes de potência para perfis com pouca cambagem, como o NACA4412, sendo os resultados compatíveis com dados de literatura.https://www.abcm.org.br/anais/conem/2010Coeficiente de potênciaAerogerador de pequeno porteTeoria do momento do elemento de páOpenFOAMLevantamento da curva de desempenho de aerogeradores de pequeno porte projetados com perfis naca de quatro dígitos, através de simulação númerica utilizando a Biblioteca de CFD OpenFOAMEstimations of the performance curve for small wind turbines designed with four digits naca profiles, through numerical simulation using the CFD Library OpenFOAMinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/61350/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINAL2010_eve_fomcarneiro.pdf2010_eve_fomcarneiro.pdfapplication/pdf281526http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/61350/1/2010_eve_fomcarneiro.pdfb801d33cc58d6f92148ff665baa49811MD51riufc/613502021-12-02 14:48:55.372oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2021-12-02T17:48:55Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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