Dissertação

{pt_PT=Assessment of Smoothed Particle Hydrodynamics method as a tool to model the motion of a floating device } {} EVALUATED

{pt=A energia das ondas tem-se destacado como uma fonte de energia renovável fiável alternativa aos combustíveis fósseis, pois detém uma grande densidade energética, quando comparada com outras fontes de energia renovável, e está disponível em praticamente todo o globo. Devido às suas condições únicas, o processo de desenvolvimento de um dispositivo de conversão de energia das ondas (WEC) é consideravelmente complexo. Uma das etapas mais importantes é a validação de modelo visto que se trata do primeiro passo e, consequentemente, é decisivo para o sucesso do produto. Existem várias ferramentas de modelação numérica para simular os dispositivos e todas as diferentes forças envolvidas. Esta dissertação é focada no estudo do comportamento do método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para modelar numericamente estes dispositivos. O método SPH está implementado no software DualSPHysics e a sua discretização espacial é feita através da definição de uma distância entre partículas inicial, dp. De modo a poder efetuar este estudo, foram escolhidos dois dispositivos para realizar simulações numéricas. Posteriormente, os resultados destas simulações foram comparados com dados experimentais. O método mostrou uma elevada capacidade de modelação quando o problema é caracterizado por grandes escalas, relativamente a dp. Quando o problema se caracteriza por pequenas escalas, o custo computacional é elevado em comparação com outros métodos. O método SPH destacou-se como uma ferramenta fiável para uma gama específica de problemas, grandes escalas, necessitando ainda de optimização no que toca às pequenas escalas. , en=Wave Energy as been presented as a reliable clean energy source alternative to fossil fuels, since it has a high energy density when compared to other renewable energy sources and it is widely available throughout the globe. Due to its unique conditions, the process of developing a Wave Energy Converter (WEC) is considerably complex and it involves many steps. One the most important step is model's validation as it is the first one and will influence the success of the device. Multiple numerical tools exist to model the device and all the different forces involved. This thesis focuses on the assessment of the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method to perform the numerical modelling of the devices in this step. SPH is implemented in the DualSPHysics software and its spacial discretization is done by defining an initial inter-particle distance, dp. In order to do this assessment, two WECs were chosen and numerical studies were performed and compared to experimental data. SPH has the potential of becoming a standard tool in modelling WEC, although it behaves better when the problem modelled is characterized by large scales when compared to dp. At small scales, the results showed a path towards the experimental values but at a much higher computational cost. Therefore, SPH was found to be an adequate tool for a specific range of problems, large relative scales, but it still need more research to be done regarding small relative scales.}
{pt=SPH, DualSPHysics, Modelação Numérica, Energia das Ondas, en=SPH, DualSPHysics, Numerical Modelling, Wave Power}

Junho 15, 2018, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Ricardo Jorge Fonseca Birjukovs Canelas

Marine Environment and Technology Center (MARETEC)

Investigador de pós-Doutoramento

ORIENTADOR

João Carlos de Campos Henriques

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar Convidado