Simulação de escoamentos turbulentos em colinas periódicas utilizando o OpenFOAM®

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dc.contributor.advisor1Mariano, Felipe Pamplona
dc.contributor.referee1Mariano, Felipe Pamplona
dc.contributor.referee1Colherinhas, Gino Bertollucci
dc.contributor.referee1Nascimento, Andreia Aoyagui
dc.creatorGonçalves, Gustavo Bittar
dc.date.accessioned2024-08-26T12:01:56Z
dc.date.available2024-08-26T12:01:56Z
dc.date.issued2024-07-17
dc.description.abstractThe present work aims to establish a starting point for determining the optimal positioning of wind turbines on terrain characterized by a sequence of periodic hills. The determining factors for the choice of positioning addressed include the height of the boundary layer wind profile in each specific region and the local turbulence, which results in an increase in the dynamic load on the turbine towers. To analyze these factors, turbulent regime simulations were performed using the OpenFOAM® software, which allowed for the estimation of the velocity profile developed according to the terrain topography and the flow characteristics. In order to reduce the total analysis time, the simulations were carried out using parallel processing. For the simulations the SpalartAllmaras turbulence model was used, and the numerical analysis was conducted using the multigrid method. The Reynolds number, defined at 10595 based on values from the literature, was used as a parameter for result comparison, ensuring the validity and effectiveness of the adopted procedure. Despite the main limitation of the study being its application to theoretical situations, where the terrain profile is established in a periodic manner, the research offers a relevant preliminary analysis that can serve as a basis for future studies more applied to the flow over real and complex terrains. This study seeks not only to contribute to the understanding of the factors that influence the efficiency of wind turbines but also to promote advances in the optimization of wind energy utilization, aiming for a more effective and sustainable implementation of this renewable energy source.
dc.description.resumoO presente trabalho visa estabelecer um ponto de partida para determinar o posicionamento ideal de turbinas eólicas em um terreno caracterizado por uma sequência de colinas periódicas. Os fatores determinantes para a escolha do posicionamento abordados incluem a altura da camada limite do perfil do vento em cada região específica e a turbulência local, que resulta em um aumento da carga dinâmica nas torres das turbinas. Para analisar esses fatores, foram realizadas simulações em regime turbulento utilizando o software OpenFOAM®, que permitiram estimar o perfil de velocidade desenvolvido de acordo com a topografia do terreno e as características do escoamento. A fim de reduzir o tempo total da análise, as simulações foram realizadas com processamento em paralelo. Nas simulações foi utilizado o modelo de turbulência de Spalart-Allmaras, e a análise numérica foi conduzida empregando o método multigrid. O número de Reynolds, definido em 10595 com base em valores da literatura, foi utilizado como parâmetro para comparação dos resultados, garantindo a validade e a eficácia do procedimento adotado. Apesar da principal limitação do estudo ser a sua aplicação a situações teóricas, onde o relevo assume uma forma periódica, a pesquisa oferece uma análise preliminar relevante, que pode servir de base para futuros estudos mais aplicados em escoamentos sobre terrenos reais e complexos. Este estudo busca não só contribuir para a compreensão dos fatores que influenciam a eficiência das turbinas eólicas, mas também propiciar avanços na otimização do aproveitamento da energia eólica, visando uma implementação mais eficaz e sustentável desta fonte de energia renovável
dc.identifier.citationGONÇALVES, Gustavo Bittar. Simulação de escoamentos turbulentos em colinas periódicas utilizando o OpenFOAM®. 2024. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás. Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/25388
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.courseEngenharia Mecânica (RMG)
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectDinâmica dos fluidos computacional
dc.subjectOpenFOAM
dc.subjectEnergia eólica
dc.subjectEscoamentos turbulentos
dc.subjectColinas periódicas
dc.subjectComputational fluid dynamics
dc.subjectWind energy
dc.subjectTurbulent flows
dc.subjectPeriodic hills
dc.titleSimulação de escoamentos turbulentos em colinas periódicas utilizando o OpenFOAM®
dc.typeTrabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG)

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