EE – PPG - Programas de Pós-Graduação
URI permanente desta comunidadehttps://rihomolog.furg.br/handle/1/3205
Navegar
4 resultados
Resultados da Pesquisa
- ItemAnálise da interação solo-estrutura das estacas do cais público do Porto Novo do Porto do Rio Grande através do método dos elementos finitos(2020) Nunes, Matheus de Lima; Real, Mauro de Vasconcellos; Fagundes, Diego de FreitasEstruturas portuárias são normalmente de grande porte e estão submetidas a carregamentos de grande intensidade, como por exemplo os esforços causados por um guindaste portuário e de outros equipamentos utilizados durante uma operação portuária, ou então, os esforços de amarração dos navios. Portanto, para uma análise meticulosa dos esforços das estruturas portuárias com intuito de otimizar os projetos, torna-se essencial o uso de ferramentas computacionais e métodos numéricos avançados, como por exemplo, o Método dos Elementos Finitos. De acordo com a sistemática convencional de projeto estrutural, onde este é executado admitindo-se que os apoios da estrutura sejam indeslocáveis, com o cálculo das cargas nos elementos de fundação e o dimensionamento dos elementos estruturais sendo realizados com essa premissa. Com relação aos projetos de fundações, são desenvolvidos considerando-se os esforços obtidos a partir do projeto estrutural e as características do terreno no qual será construído. O Porto Novo do Porto do Rio Grande movimenta milhões de toneladas de materiais ao ano, se colocando como um dos principais portos do Brasil. Sua estrutura passou por duas etapas de modernização possibilitando a utilização de equipamentos portuários maiores e mais eficientes, operação com navios de maior capacidade de carga e maior quantidade de berços de atracação disponíveis para operação simultânea. Deste modo, este trabalho tem como objetivo geral deste trabalho será realizar uma análise de interação solo-estrutura utilizando como modelo estrutural a segunda etapa de modernização do Cais Público do Porto Novo do Porto do Rio Grande, simulando as diferentes combinações de ações que atuam durante uma operação portuária, salientando a combinação que gera a condição mais desfavorável para as estacas do cais. A partir dos resultados das combinações de carregamentos foram escolhidas as 10 piores situações de carregamentos para o cais e realizou-se a comparação entre os modelos de cálculo convencional e de interação solo-estrutura. As cinco primeiras piores situações de esforços ocorrem devido a utilização da sobrecarga vertical como carga variável principal. Já as cinco últimas piores situações de esforços são devido a utilização do carregamento do guindaste portuário, principal equipamento de movimentação do cais. Os resultados do modelo de interação solo-estrutura apresentaram uma redução dos valores de esforços axiais das estacas em relação ao modelo convencional de cálculo, em média a porcentagem da redução considerando diferenças de todas as 10 piores situações é igual a 2,19%.
- ItemComparação numérica de um conversor do tipo galgamento sob a incidência de ondas regulares ou irregulares baseadas em estados de mar realísticos da costa do Rio Grande do Sul(2020) Hübner, Ricardo Gabriel; Isoldi, Liércio André; Machado, Bianca NevesO presente estudo numérico objetiva avaliar a diferença no comportamento fluidodinâmico de um dispositivo de galgamento sob a incidência de ondas irregulares de um estado de mar realístico quando comparado à incidência de ondas regulares representativas deste estado de mar, considerando dados de mar de 3 pontos da costa do Rio Grande do Sul. Para a modelagem computacional o software Fluent® , baseado no Método dos Volumes Finitos (MVF) foi utilizado. A geração numérica das ondas irregulares e regulares, deu-se através da imposição da condição de contorno de velocidade de entrada do canal por meio de dados transientes discretos das velocidades orbitais de propagação das ondas nos sentidos horizontal e vertical. Para o tratamento adequado da interação água-ar foi empregado o modelo multifásico Volume of Fluid. No final do canal é imposta uma região de dissipação da energia das ondas (praia numérica), que permite a obtenção de resultados para 15 min de simulação. Os resultados para a quantidade de água que galgou a rampa e foi acumulada no reservatório mostraram que o comportamento fluidodinâmico do dispositivo de galgamento tem alterações significativas quando comparadas as duas abordagens propostas. Para os 3 pontos da costa analisados, o dispositivo de galgamento acumulou maior quantidade de água no reservatório e também apresentou comportamento mais estável quando sob a incidência das ondas regulares representativas do estado de mar do que quando sob a incidência das ondas irregulares do estado mar. Diferenças de até 350% foram encontradas para a massa de água acumulada no reservatório do conversor do tipo galgamento, demonstrando assim evidências de que os resultados podem estar sendo superestimados quando o dispositivo é simulado sob a incidência de ondas regulares representativas.
- ItemDesign construtal de um dispositivo de galgamento onshore em escala real para diferentes áreas de construção e ondas monocromáticas(2016) Martins, Jaifer Corrêa; Santos, Elizaldo Domingues dos; Isoldi, Liércio AndréDispositivos de conversão de energia das ondas em energia elétrica (WEC – do inglês: Wave Energy Converter) vêm sendo estudados nas últimas décadas como uma alternativa para suprir a demanda energética mundial. O dispositivo de galgamento é um dos diversos conversores de energia das ondas do mar em energia elétrica e seu princípio de funcionamento consiste em uma rampa que guia a água das ondas incidentes para um reservatório localizado acima do nível médio do mar. A água acumulada no reservatório escoa através de uma turbina de baixa queda gerando energia elétrica. No presente trabalho é realizado um estudo numérico relacionado ao efeito da geometria da rampa (razão entre a altura e comprimento da rampa: H1/L1) e a submersão (S) da mesma sobre o desempenho de um dispositivo de galgamento onshore em escala real para duas ondas monocromáticas diferentes e três diferentes áreas construtivas (ϕ) do dispositivo, empregando o Design Construtal e a Busca Exaustiva. Mais especificamente, pretende-se avaliar a influência da razão entre altura e comprimento da rampa (H1/L1) que maximiza a potência disponível (Pd) obtida a partir da quantidade total de massa de água acumulada no reservatório para diferentes frações de área (ϕ), várias distâncias entre o fundo do dispositivo e o fundo do tanque (S) e diferentes ondas monocromáticas (T), com a finalidade de se determinar a geometria ótima do dispositivo. Neste trabalho, é avaliado apenas o princípio físico de funcionamento do dispositivo. Consequentemente, as geometrias ótimas obtidas aqui servem como uma recomendação teórica para futuros estudos e construções desse tipo de conversor de energia das ondas. Neste estudo, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e uma equação para o transporte da fração volumétrica são resolvidas com o método dos volumes finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é empregado para abordar a mistura água e ar. O emprego do Design Construtal permitiu um aumento no desempenho fluidodinâmico do dispositivo para todos os casos simulados. Os resultados mostraram que as melhores geometrias são obtidas para as menores razões de H1/L1 para todas as profundidades. Estes indicaram ainda que o efeito da razão H1/L1 sobre Pd foi semelhante para dois diferentes períodos de onda T. Além disso, conforme esperado, a diminuição do período (T) conduziu a uma diminuição da potência disponível (Pd).
- ItemAvaliação geométrica da câmara de um dispositivo owc onshore inserido em um tanque com rampa triangular em escala real empregando constructal design(2014) Letzow, Max; Santos, Elizaldo Domingues dos; Isoldi, Liércio AndréEntre as pesquisas sobre formas de conversão de energia das ondas em energia elétrica, destacam-se os dispositivos do tipo Coluna de Água Oscilante (OWC – do inglês: Oscillating Water Column). Este dispositivo tem seu princípio físico de funcionamento baseado em uma câmara fechada parcialmente submersa, aberta para o mar abaixo da superfície livre da água. O processo de geração de eletricidade divide-se em duas fases: quando uma onda entra na estrutura o ar que se encontrava dentro dela é forçado a passar por uma turbina devido ao aumento de pressão na câmara de ar. Quando a onda regressa ao mar o ar passa novamente na turbina, desta vez no sentido inverso, dada a pressão inferior gerada no interior da câmara de ar. O grupo turbina/gerador é o responsável pela produção de energia elétrica. No presente trabalho é realizado um estudo numérico relacionado ao efeito da geometria da rampa e da câmara sobre o desempenho de um dispositivo OWC onshore em escala real, empregando Constructal Design. O principal propósito é verificar quais geometrias para a câmara (razão entre a altura e comprimento da câmara: H1/L1) e rampa (razão entre a altura e comprimento da rampa: H2/L2) que maximizam a potência disponível no dispositivo. Vale destacar que, neste trabalho, é avaliado apenas o princípio físico de funcionamento do dispositivo. Consequentemente, as geometrias ótimas obtidas aqui servem como uma recomendação teórica para futuros estudos e construções desse tipo de conversor de energia das ondas. Nas presentes simulações, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e uma equação para o transporte da fração volumétrica são resolvidas com o método dos volumes finitos (MVF). Para abordar a mistura água e ar, o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é utilizado. O emprego do Constructal Design permitiu aumentar significativamente o desempenho fluidodinâmico do dispositivo. Também foi observado que ambos graus de liberdade estudados (H1/L1 e H2/L2) possuem grande influência sobre a potência disponível no dispositivo. Contudo, os graus de liberdade apresentaram efeitos diferentes para os dois casos de comprimento da borda frontal do dispositivo estudados (H3 = 2.5 m e 5.0 m). A geometria ótima global foi obtida para H3 = 2.5 m, (H1/L1)o = 0.4 e (H2/L2)oo = 0.8 apresentou uma potência Pot =331.57 W.