Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: PEREIRA, Charles André Oliveira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Energia nuclear
Avaliação de recurso eólico
Simulações CFD
OpenFOAM
Camada limite planetária
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40652
Resumo: COSTA, Alexandre Carlos Araújo da, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: COSTA, A
id UFPE_663e2e09f7264ce5fca52f9537d0415e
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpe.br:123456789/40652
network_acronym_str UFPE
network_name_str Repositório Institucional da UFPE
repository_id_str
spelling Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAMEnergia nuclearAvaliação de recurso eólicoSimulações CFDOpenFOAMCamada limite planetáriaCOSTA, Alexandre Carlos Araújo da, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: COSTA, AO crescimento acentuado da potência eólica instalada no Brasil vem demandando metodologias para a avaliação do recurso eólico cada vez mais competitivas. Nesse contexto, o presente trabalho tem o objetivo geral de caracterizar o vento local por meio de uma metodologia (aqui, proposta) que está baseada em modelagem analítica da Camada Limite Planetária e simulações dos efeitos orográficos de microescala com o código CFD (Computational Fluid Dynamics) OpenFOAM. Para a avaliação da metodologia proposta, foram definidos dois estudos de caso, um correspondente a uma estação anemométrica localizada no município de Paracuru (PCR), no estado do Ceará, e outro correspondente a uma estação anemométrica localizada no município de Triunfo (TRI), no estado de Pernambuco. Esses dois locais apresentam características orográficas distintas, apresentando PCR uma orografia simples e TRI uma orografia complexa. Em ambos estudos de caso, intercompararam-se duas abordagens: uma analítica, baseada no trabalho de Silva (2017), que utiliza modelos da Camada Limite Planetária para estimar o comportamento do vento na microescala; outra abordagem baseada em CFD, que utiliza as saídas da abordagem anterior como condição de contorno com vistas a simular o vento no local de interesse. Em PCR, as duas abordagens apresentaram resultados semelhantes, superestimando os fatores de Weibull. Em TRI, a abordagem com OpenFOAM obteve um desempenho melhor que a abordagem analítica, tal como era esperado, reduzindo o erro com respeito à densidade de potência eólica média de 12,1% para 1,6%. Em suma, o uso de CFD juntamente com modelos analíticos da Camada Limite Planetária, para caracterização do vento local, mostrou-se bastante promissor, uma vez que, em função da metodologia aqui proposta, apresenta um custo computacional relativamente baixo e permite realizar uma avaliação preliminar do recurso eólico em áreas de interesse para instalação de centrais eólicas. Contudo, mais testes são necessários.CAPESThe fast growth of the installed wind power capacity in Brazil has been increasingly demanding competitive methodologies for wind resource assessment. In this sense, the general object of this work is to characterize the local wind through a methodology which is based on analytical modeling of the Planetary Boundary Layer and simulations of the microscale orographic effects using the CFD (Computational Fluid Dynamics) code OpenFOAM. For the evaluation of the proposed methodology, two case studies were defined. One of them corresponding to an anemometric mast located in the city of Paracuru (PCR), in the state of Ceará, and the other one corresponding to an anemometric mast located in the city of Triunfo (TRI), in the state of Pernambuco. These two locations have different orographic characteristics so that PCR presents a nearly flat terrain and TRI a complex terrain. Two approaches were intercompared in both case studies: an analytical approach based on the Master's thesis of Silva (2017) which uses Planetary Boundary Layer models to estimate the wind at microscale; and one approach based on CFD which applies the outputs of the first approach as boundary condition in order to simulate the wind at the local of interest. For PCR, both approaches presented similar results. Both overestimated the Weibull parameters. For TRI, the approach with OpenFOAM performed better than the analytical one as expected, reducing from 12.1% to 1.6% the error for mean wind power density. In summary, the use of CFD with Planetary Boundary Layer models for the purpose of local wind characterization has shown to be quite promising, since it presents a relatively low computational cost and allows to perform a preliminary wind resource assessment in areas of interest for the installation of wind farms. However, more tests are needed.Universidade Federal de PernambucoUFPEBrasilPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearLIRA, Carlos Alberto Brayner de OliveiraCOSTA, Alexandre Carlos Araújo dahttp://lattes.cnpq.br/1556518231645729http://lattes.cnpq.br/3035514390746549http://lattes.cnpq.br/1528235729017901PEREIRA, Charles André Oliveira2021-07-23T19:30:35Z2021-07-23T19:30:35Z2020-10-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPEREIRA, Charles André Oliveira. Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM. 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Energéticas e Nucleares) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40652porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPE2021-07-30T19:16:36Zoai:repositorio.ufpe.br:123456789/40652Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212021-07-30T19:16:36Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
dc.title.none.fl_str_mv Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
title Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
spellingShingle Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
PEREIRA, Charles André Oliveira
Energia nuclear
Avaliação de recurso eólico
Simulações CFD
OpenFOAM
Camada limite planetária
title_short Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
title_full Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
title_fullStr Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
title_full_unstemmed Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
title_sort Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM
author PEREIRA, Charles André Oliveira
author_facet PEREIRA, Charles André Oliveira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv LIRA, Carlos Alberto Brayner de Oliveira
COSTA, Alexandre Carlos Araújo da
http://lattes.cnpq.br/1556518231645729
http://lattes.cnpq.br/3035514390746549
http://lattes.cnpq.br/1528235729017901
dc.contributor.author.fl_str_mv PEREIRA, Charles André Oliveira
dc.subject.por.fl_str_mv Energia nuclear
Avaliação de recurso eólico
Simulações CFD
OpenFOAM
Camada limite planetária
topic Energia nuclear
Avaliação de recurso eólico
Simulações CFD
OpenFOAM
Camada limite planetária
description COSTA, Alexandre Carlos Araújo da, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: COSTA, A
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-10-30
2021-07-23T19:30:35Z
2021-07-23T19:30:35Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv PEREIRA, Charles André Oliveira. Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM. 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Energéticas e Nucleares) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40652
identifier_str_mv PEREIRA, Charles André Oliveira. Caracterização do vento local a partir de modelagem da camada limite planetária e modelagem CFD com OpenFOAM. 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Energéticas e Nucleares) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.
url https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40652
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPE
instname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
instname_str Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron_str UFPE
institution UFPE
reponame_str Repositório Institucional da UFPE
collection Repositório Institucional da UFPE
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
repository.mail.fl_str_mv attena@ufpe.br
_version_ 1856041850944618496

Registros relacionados