Implementação e análise paramétrica do modelo cilindro atuador linear com fator de correção para turbinas eólicas verticais offshore

• Processo: 25/04521-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Gabriel Bertacco dos Santos
• Beneficiário: Diogo de Souza Alves
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Análise numérica Energia renovável Modelos matemáticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Numérica | cilindro atuador | energia renovável | método de baixa ordem | Turbina Eólica de Eixo Vertical | Modelagem numérica

Resumo

Este projeto visa a implementação do modelo de cilindro atuador (CA) linear com fator de correção (MODLIN), já estabelecido na literatura, para análise de turbinas Darrieus em parques eólicos offshore. O foco principal está no entendimento e aprimoramento de uma ferramenta computacionalmente eficiente e de precisão satisfatória para prever o desempenho de turbinas Darrieus. O modelo MODLIN, uma simplificação do modelo cilindro atuador (CA) não linear, será implementado utilizando a linguagem de programação Python. Enquanto o modelo CA não linear, baseado nas equações de Euler bidimensionais, é computacionalmente caro para ser usado em simulações aerodinâmicas preliminares, o modelo MODLIN utiliza uma solução linear corrigida por um fator de correção (¿¿a), obtido por meio de comparações teóricas derivadas da teoria do momentum.Assim, a solução MODLIN apresenta precisão similar ao modelo CA não linear, mas com custo computacional significativamente menor. A pesquisa incluirá o estudo e a validação do código aplicado a turbinas Darrieus operando tanto isoladamente quanto em grupos de turbinas. Além disso, análises paramétricas serão realizadas para examinar o desempenho das turbinas em diferentes configurações, considerando tanto parâmetros de projeto, como perfil do aerofólio, número de pás e diâmetro da turbina, quanto condições operacionais, como a velocidade do vento e a velocidade de rotação. Estudos anteriores sugerem que o MODLIN reduz significativamente o custo computacional, tornando essa abordagem promissora para análises aerodinâmicas preliminares de turbinas Darrieus. Espera¿se que este projeto contribua para o desenvolvimento de metodologias mais acessíveis e eficazes na modelagem de turbinas eólicas em ambientes offshore.