EE- Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
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Resultados da Pesquisa
- ItemPerspectivas para a exploração da energia das ondas na costa Brasileira: uma análise energética, logística e geográfica(2020) Guimarães, Ricardo Cardoso; Marques, Wiliam CorreaA necessidade constante de suprir a crescente demanda energética mundial, acarreta em um aumento na geração de gases do efeito estufa. Para contornar esse problema cada vez mais meios alternativos de geração de energia vêm sendo utilizados para compor a malha energética. Uma das alternativas, que, nas ultimas décadas vêm recebendo grande atenção por parte dos pesquisadores, é a conversão da energia das ondas em energia elétrica. No Brasil, os estudo também ganharam força, e cada vez mais se admite a possibilidade de implementar conversores de energia das ondas na costa brasileira. Com isso em mente, o presente trabalho visa determinar as regiões na costa brasileira mais capazes de serem exploradas através da energia ondulatória. Para isso, uma simulação de 37 anos do estado de mar brasileiro, é utilizada em conjunto com uma metodologia multicriterial, onde, as condições logísticas e energéticas da costa brasileira são quantificadas. Posteriormente, matrizes de potência, de 8 modelos de conversores são utilizadas para quantificar o potencial teórico gerado nas melhoras localidades. Os resultados mostraram, que, em termos energéticos as regiões Sul e Sudeste do Brasil apresentam os maiores potenciais. Esse fator também se mostrou a causa da presença de menores índices logísticos nessas regiões, ao compara-las com as regiões Norte e Nordeste do Brasil. Após a parametrização dos índices se observou três zonas de interesse na costa brasileira: Cabo Frio, Imbituba e São José do Norte. Ao aplicar as matrizes de conversão nesses locais, potências médias de geração diária entre 1,5 e 230 kW foram observadas, sendo as maiores localizadas na região de Cabo Frio, utilizando o modelo BHBA de conversor. A variabilidade na produção energética também foi discutida, e deve ser um fator primário na escolha do modelo de conversores, assim como no dimensionamento do mesmo. Por fim, todos resultados se mostraram condizentes com trabalhos prévios, entretanto, o caminho para implementação de um sítio de conversão de energia das ondas no Brasil ainda é longo, e deve ser focado na otimização de dispositivos para as águas brasileiras.
- ItemAvaliação geométrica de uma estrutura acoplada a um conversor de energia das ondas onshore do tipo galgamento aplicando o design construtal(2020) Barros, Andréia Sá de; Santos, Elizaldo Domingues dos; Gomes, Mateus das NevesNo presente trabalho foi realizado um estudo numérico de avaliação geométrica de um conversor de energia das ondas do tipo galgamento com uma estrutura acoplada (um obstáculo trapezoidal) montada no fundo de um canal de ondas em escala real, por meio do Design Construtal. É simulado o princípio de funcionamento do dispositivo que consiste no acúmulo de água em um reservatório elevado acima do nível do mar para conversão posterior em turbinas hidráulicas de baixa queda. O principal objetivo aqui é avaliar a geometria do conjunto dispositivo/obstáculo que maximiza a quantidade de água acumulada no reservatório do dispositivo. O problema estudado foi submetido a três restrições de áreas: área total do canal de ondas (AT), fração de área dada pela razão entre a área de rampa e a área total do canal (φr = Ar/AT) e área do obstáculo colocado no fundo do canal (At) e quatro graus de liberdade: razão entre a altura e o comprimento do canal (HT/LT), razão entre a altura e o comprimento da rampa (H3/L3) (ou declive da rampa), distância entre o fundo do canal e o dispositivo (H1) e razão entre as bases menor e maior do obstáculo trapezoidal (L1/L2). No presente estudo, são investigados os efeitos de H3/L3 e L1/L2 sobre a massa de água que entra no reservatório. Equações de conservação de massa, quantidade de movimento e uma equação para o transporte da fração volumétrica da água são resolvidas com o Método dos Volumes Finitos (MVF). Para lidar com mistura água-ar, é utilizado o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF). Os resultados mostraram que a associação de uma estrutura acoplada à rampa de um dispositivo de galgamento pode melhorar o desempenho do dispositivo em 30% comparado a um dispositivo convencional. A inserção do obstáculo contribuiu para o desempenho do dispositivo, porém H3/L3 possui maior efeito que L1/L2 sobre o indicador de performance. Por fim, a menor razão de H3/L3 associada a magnitudes intermediárias de L1/L2, ou seja, uma rampa no formato trapezoidal, levam ao melhor desempenho do conjunto dispositivo/obstáculo.
- 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.