Dissertação

Aeroacoustic Optimization of Wind Turbine Blades EVALUATED

A produção eólica tem vindo a aumentar, com cada vez mais áreas a serem usadas como quintas eólicas e as turbinas cada vez maiores. Este desenvolvimento levou ao aumento da percepção dos efeitos das turbinas eólicas no ambiente e na saúde pública. Muita pesquisa tem sido feita no sentido de se prever e reduzir o ruído por elas produzido. Neste trabalho, um modelo baseado na teoria dos elementos de pás-momento linear é utilizado para prever a performance aerodinâmica de uma turbina eólica e é acoplado a um modelo aeroacústico empírico, baseado nos trabalhos de Brooks et al (1989) e Amiet (1975), que utiliza código XFOIL na computação dos parâmetros da camada limite. O código foi validado com dados experimentais das turbinas NREL Phase II e AOC 15/50 e posteriormente utilizado no módulo de optimização pyOpt, com o algoritmo genético NSGA-II. A geometria da pá foi parametrizada utilizando curvas NURBS para os perfis 2D e curvas de Bézier para a distribuição da corda e torção ao longo da pá. Foram efectuadas várias optimizações nas duas turbinas, tanto uni- como multi-objectivo, com um numero de variáveis de design que chegou aos 62. As soluções óptimas são indicadas nas frentes de Pareto obtidas e as suas geometrias discutidas em detalhe. Estas soluções variam desde um aumento de 139.4 % da energia produzida anualmente até uma redução dos níveis de ruído em 10.7 %. Foi demonstrado que uma redução significativa no nível de ruído pode ser obtida, à custa de uma ligeira penalidade aerodinâmica.
Algoritmos genéticos, NURBS, Optimização multidisciplinar, Optimização multi-objectivo

Novembro 29, 2012, 15:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Equip.Prof.Auxiliar Convidado