EE - Escola de Engenharia
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- ItemComputational modeling of the air-flow in an oscillating water column system(2009) Gomes, Mateus das Neves; Olinto, Cláudio Rodrigues; Isoldi, Liércio André; Souza, Jeferson Avila; Rocha, Luiz Alberto de OliveiraSeveral alternatives for electric power production have been studied in the last decades. Because of the huge energetic resources stored in the oceans in the form of wave - about 2TW - value that is compared to the annual rate of electric power used in the earth, the conversion of the wave’s energy of the oceans in electric power comes up important as one of these alternatives. One of the ways to make that conversion is through the oscillating water column (OWC) system: the wave enters into the hydro-pneumatic chamber (resembling a cave with entry below the waterline) and the up-and-down movement of water column inside the chamber makes air flow to and from the atmosphere, driving an air turbine. The turbine is symmetric and is driven indifferently in which direction the air flows. This paper presents the computational modeling of the air flow in a oscillating water column chamber using two different methodologies: in one of them it is considered just the chamber, varying the velocity in its entrance according to the wave’s equation, considering just the air, and a new one considering the chamber put into a wave’s tank, so it takes in account the complete interaction between water and air into the chamber. In this method, to consider the water and air it is used the multiphase model volume of fluid (VOF). It was simulated the same geometric compound of an oscillating water column system with a vertically placed tower, in order to compare these two different numerical models. It is noted that the dimensions of the tested chamber are in laboratory scale and the proposed model was used to simulate a 2D case. It was used GAMBIT® software for geometry creation and mesh generation, while FLUENT® package was employed for solving the conservation equations and analysis of the results.
- ItemModelagem computacional de um dispositivo do tipo coluna de água oscilante para a costa de Rio Grande(2009) Gomes, Mateus das Neves; Isoldi, Liércio André; Olinto, Cláudio Rodrigues; Rocha, Luiz Alberto Oliveira; Santos, Elizaldo Domingues dos; Souza, Jeferson AvilaEste trabalho apresenta a modelagem computacional de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) submetido ao clima de ondas da costa da cidade de Rio Grande. A simulação numérica foi realizada utilizando-se o pacote FLUENT® e empregando-se o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) na geração da onda e na interação da mesma com o conversor. O domínio computacional foi representado por um tanque de ondas acoplado ao dispositivo CAO, possibilitando analisar o seu comportamento quando sujeito a incidência de ondas regulares com características semelhantes ao clima de ondas na costa de Rio Grande. Os resultados obtidos demonstram a potencialidade da região em gerar energia elétrica a partir da energia das ondas do mar, através do conversor tipo CAO.
- ItemEnergia das ondas do mar: modelagem computacional de um dispositivo de galgamento(2009) Iahnke, Silvana Letícia Pires; Gomes, Mateus das Neves; Isoldi, Liércio André; Rocha, Luiz Alberto OliveiraEste trabalho apresenta um breve estudo sobre energia das ondas do mar bem como a modelagem computacional de um dispositivo do tipo galgamento. A simulação foi realizada através do software de Dinâmica dos Fluidos Computacional FLUENT®, tendo sido empregado o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF), para representar adequadamente a interação entre água e ar. Os resultados obtidos foram satisfatórios, sendo, na geração da onda, a diferença máxima entre os resultados numéricos e a solução analítica, em torno de 4.6%. Foi observado também, que o conhecimento da altura da onda, aliado ao projeto adequado da rampa, são fatores que determinam a ocorrência do galgamento.
- ItemModelagem computacional de um dispositivo do tipo coluna de água oscilante para a costa de Rio Grande(2009) Gomes, Mateus das Neves; Isoldi, Liércio André; Olinto, Cláudio Rodrigues; Rocha, Luiz Alberto Oliveira; Santos, Elizaldo Domingues dos; Souza, Jeferson AvilaEste trabalho apresenta a modelagem computacional de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) submetido ao clima de ondas da costa da cidade de Rio Grande. A simulação numérica foi realizada utilizando-se o pacote FLUENT® e empregando-se o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) na geração da onda e na interação da mesma com o conversor. O domínio computacional foi representado por um tanque de ondas acoplado ao dispositivo CAO, possibilitando analisar o seu comportamento quando sujeito a incidência de ondas regulares com características semelhantes ao clima de ondas na costa de Rio Grande. Os resultados obtidos demonstram a potencialidade da região em gerar energia elétrica a partir da energia das ondas do mar, através do conversor tipo CAO.
- ItemComputational modeling of an oscillating water column device for the Rio Grande coast(2009) Gomes, Mateus das Neves; Isoldi, Liércio André; Olinto, Cláudio Rodrigues; Rocha, Luiz Alberto Oliveira; Souza, Jeferson AvilaThis work presents the computational modeling of a converter of wave energy in electrical energy. The converter is Oscillating Water Column (OWC) type, submitted to the wave climate of Rio Grande city. The numerical simulation was performed using FLUE)T® package and employing the multiphase Volume of Fluid (VOF) model in the wave generation and in the interaction between the wave and the converter device. The computational domain was represented by a wave tank coupled with the OWC device. This domain allows the behavior analysis to be performed when the device is subjected to the incidence of regular waves. The waves were molded to represent the characteristics of the Rio Grande coastclimate. Results demonstrate that the OWC converter can be successfully used to convert the Rio Grande's coast wave energy in useful electrical energy.
- ItemEnergy from the sea: computational modeling of an overtopping device(2009) Iahnke, Silvana Letícia Pires; Gomes, Mateus das Neves; Isoldi, Liércio André; Rocha, Luiz Alberto OliveiraThis work presents a brief study about the wave energy as well as a computational modeling of an overtopping device. The numerical simulation was performed with the FLUE T® Computational Fluid Dynamic software code, employing the multiphase Volume of Fluid (VOF) model. The obtained results showed a satisfactory agreement between the numerical and analytical solutions, being the maximum difference calculated for the wave generation of approximated 4.6%. It was also observed that the knowledge of the wave height and an adequate ramp design are factors that determine the overtopping occurrence.