Dissertação

{pt_PT=Development of an Aeroacoustic Prediction Tool for Wind Turbine Noise} {} EVALUATED

{pt=De entre as várias fontes de energias renováveis, a energia eólica é uma das que tem apresentado um mais rápido desenvolvimento. No entanto, com este rápido desenvolvimento e expansão de turbinas eólicas, aumentam também os impactos destas mesmas turbinas no meio ambiente e na saúde humana. Uma parte considerável da investigação tem-se focado no impacto sonoro que as turbinas eólicas têm e em formas de o mitigar, melhorando a performance das turbinas no processo. O objetivo deste trabalho foi a criação de um software modular, capaz de prever o ruído produzido por diferentes geometrias de pás, permitindo ao utilizador definir novas pás, com diferentes números de secções e painéis, perfis e outras características geométricas, tais como o ângulo de torção. Neste trabalho, a teoria dos elementos de pás-momento linear foi implementada para obter a performance aerodinâmica das turbinas, acoplada a um código de painéis (XFOIL). A implementação da teoria dos elementos de pás-momento linear e do modelo aeroacústico semi-empírico foram validadas com dados experimentais das turbinas NREL Phase II e AOC 15/50, enquanto a Formulação 1A de Farassat foi verificada com dados obtidos através de uma ferramenta validada, e utilizada pela universidade TU Delft. As capacidades aeroacústicas do software são apresentadas no final do documento, servindo de exemplo para o género de resultados que podem ser alcançados com os corretos ficheiros de entrada., en=From all the renewable sources of energy, wind energy is among the ones with a more rapid development. With this rapid deployment of wind turbines, so does the impact of wind turbines grow, leading to an increase in the awareness about these impacts on the environment and human health. A considerable part of the research has focused on the noise impact of wind turbines, improving the performance of the turbines in the process. The objective of this work was to create a modular software, that could be used to predict the noise produced by different blade geometries, allowing the user to define new blades, with different number of sections and panels, airfoil profiles and geometric characteristics, namely twist angle. In this work, a blade element momentum theory model is implemented to predict the aerodynamic performance of wind turbines, coupled with the panel code XFOIL for automation of the procedure and blade geometry discretization. Two aeroacoustic prediction models were then employed, a semi-empirical model, based on the works of Brooks et al and Amiet, and a theoretical model, Formulation 1A of Farassat. The semi-empirical model was validated against measurement data of the NREL Phase II and AOC 15/50 wind turbines, while Formulation 1A of Farassat was verified against a validated tool used by TU Delft. The software aeroacoustic capabilities are presented at the end of the work, with an example of the type of results that can be achieved with the proper input data.}
{pt=Aerodinâmica de turbinas eólicas, Aeroacústica de turbinas eólicas, Formulação 1A, Modelo aeroacústico semi-empírico, en=Wind turbine aerodynamics, Wind turbine aeroacoustics, Formulation 1A, Aeroacoustic semi-empirical model}

Julho 6, 2017, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Fernando José Parracho Lau

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar