Análise numérica via CFD/Adjunto do desempenho de turbinas eólicas devido a introdução de protuberâncias bioinspiradas nos bordos de ataque das pás

• Processo: 23/12157-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Aluisio Viais Pantaleão
• Beneficiário: Monique Caroline Silva Oliveira
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Otimização Dinâmica dos fluidos computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: CFD -Computacional Fluid Dynamics | Método Adjunto | OpenFOAM | otimização | Pás de Turbina Eólica | Protuberâncias Bioinspiradas | Mecânica dos Fluidos Computacional

Resumo

A energia gerada pelos ventos tem experimentado uma significativa diminuição nos custos médios ao longo dos últimos anos. No entanto, é imprescindível buscar uma redução ainda mais substancial para torná-la verdadeiramente competitiva quando comparada às fontes energéticas convencionais. Essa redução pode ser alcançada pela aplicação de métodos de otimização nas turbinas cólicas, e esse é o objetivo do projeto ligado ao OTIC (Offshore Technology Innovation Center). O presente trabalho tem como intuito o estudo do escoamento sobre o perfil aerodinâmico das pás de uma turbina eólica de eixo vertical, a partir de análise computacional da geometria de interesse e sua otimização. A priori, a otimização é conduzida pela introdução de protuberâncias bioinspiradas na nadadeira dorsal da Baleia Jubarte. Essa abordagem busca ressaltar os possíveis benefícios resultantes da incorporação dessas protuberâncias. Em seguida, a otimização é refinada por meio da aplicação do método adjunto, um enfoque particularmente valioso na mecânica dos fluidos por sua capacidade de simplificar problemas complexos através do uso de equações adjuntas. As atividades serão feitas utilizando o software de código livre (software open source) OpenFoam (Open source Field Operation And Manipulation) e as protuberâncias usadas serão oriundas de pesquisas anteriores realizadas pelo grupo de pesquisa local da FEIS-UNESP. Propõe-se, então, validar as técnicas numéricas até aqui desenvolvidas a partir de dados provenientes da literatura, de modo que, uma vez validados esses resultados, se consiga amplificar o conhecimento a respeito do aumento do desempenho aerodinâmico das pás, e assim, utilizá-las no OTIC, com algumas condições operacionais impostas.