Dissertação
Aero-Structural Blade Design of a High-Power Wind Turbine EVALUATED
Este trabalho centra-se na criação de um modelo aero-estrutural para análise de um rotor de uma turbina eólica de elevada potência de eixo horizontal. Ao longo do trabalho procedeu-se a caracterização detalhada da pá, ao desenvolvimento de um modelo de interacção fluido-estrutura adequado e, finalmente, à junção de ambos com o recurso um adequado processamento dos resultados. A parametrização da pá baseou-se no conceito do disco actuador, o qual foi melhorado por simulações de mecânica dos fluidos computacional, e o modelo da estrutura foi definido como uma longarina, a qual tem a forma da pá. Para abordar o fenómeno de interacção fluido-estrutura, desenvolveu-se um programa para OpenFoam dedicado a simulação de rotores de turbinas eólicas. O acoplamento fluido-estrutura recorreu a uma estratégia de acoplamento simples, na qual a análise da estrutura e a análise do fluido são feitos independentemente, combinados apenas pela actualização das condições de fronteira. Os resultados obtidos com a simulação são coerentes com o expectável ao nível das velocidades do fluido e das distribuições de pressão. Espera-se que o tamanho dos rotores de turbinas eólicas de eixo horizontal continue a aumentar, pelo que os resultados confirmam que os deslocamentos causados pelas forças induzidas pela passagem do fluido são um problema importante a considerar no desenho de novas pás. Embora não seja ainda possível analisar as consequências desses efeitos na potência retirada da turbina, apresenta-se um método de processamento que possibilita essa avaliação. Para obter resultados relevantes nesta análise será necessário continuar o desenvolvimento do modelo aqui apresentado.
julho 24, 2012, 10:0
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Orientação
