Constructal Design de um dispositivo de galgamento onshore em escala real para uma profundidade fixa

Marcelo Moraes Goulart, Jaifer Corrêa Martins, Mateus das Neves Gomes, Ivoni Carlos Acunha Jr, Jeferson Avila Souza, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Liércio André Isoldi, Elizaldo Domingues dos Santos

Resumo


O estudo a respeito das tecnologias e princípios de funcionamento de dispositivos de conversão de energia das ondas em energia elétrica (WEC) tem crescido sensivelmente. Entre os WECs estudados está o dispositivo de galgamento. O seu princípio físico de funcionamento consiste em uma rampa que guia a água das ondas incidentes para um reservatório localizado acima do nível médio do mar. A água acumulada no reservatório escoa através de uma turbina de baixa queda gerando energia elétrica. No presente trabalho é realizado um estudo numérico relacionado ao efeito da geometria da rampa sobre o desempenho de um dispositivo de galgamento onshore em escala real, empregando Constructal Design. O principal propósito aqui é avaliar a razão entre altura e comprimento da rampa (H1/L1) que maximiza a quantidade de água que entra no reservatório do dispositivo para uma distância entre o fundo do dispositivo e o fundo do tanque de S = 6.0 m. Nas presentes simulações, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e uma equação para o transporte da fração volumétrica são resolvidas com o método dos volumes finitos (MVF). Para abordar a mistura água e ar, o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é empregado. Os resultados mostraram que as melhores geometrias são obtidas para as menores razões de H1/L1 para a profundidade analisada, contrariamente ao que foi observado em estudos preliminares da literatura para um dispositivo no meio do canal em escala de laboratório que simulava um dispositivo de galgamento do tipo offshore.

Palavras-chave


Modelagem Computacional, Galgamento, Constructal Design, Volume of Fluid (VOF), Energia das Ondas do Mar.

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DOI: http://dx.doi.org/10.14808/sci.plena.2015.081313

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