INVESTIGAÇÃO NUMÉRICA E GEOMÉTRICA DA REGIÃO DE TRANSIÇÃO TRAPEZOIDAL ENTRE A CÂMARA HIDROPNEUMÁTICA E A CHAMINÉ DE UM DISPOSITIVO CONVERSOR DE ENERGIA DAS ONDAS DO MAR EM ENERGIA ELÉTRICA DO TIPO COLUNA DE ÁGUA OSICLANTE

Yuri Theodoro Barbosa de Lima, Luiz Alberto Oliveira Rocha, Mateus das Neves Gomes, Liércio André Isoldi, Elizaldo Domingues dos Santos

Resumo


O presente trabalho contempla o estudo da modelagem computacional e do
emprego do Design Construtal, para analisar diferentes configurações geométricas da região de transição trapezoidal entre a câmara hidropneumática e a chaminé do dispositivo Coluna de Água Oscilante (CAO) e assim maximizar a potência hidropneumática. Considerando um domínio bidimensional, as restrições do problema são: área de entrada da câmara hidropneumática (A E ), área total da câmara CAO (A T). Os graus de liberdade analisados são: o ângulo de inclinação da parede entre a câmara hidropneumática e a chaminé do dispositivo CAO (α) e a razão entre altura e comprimento da chaminé do dispositivo (H2/l), no presente trabalho os graus de liberdade H1/L (razão entre altura e comprimento da câmara hidropneumática) e H3 (profundidade de submersão do dispositivo) são mantidos constantes. Para a solução numérica é empregado um código de dinâmica de fluidos computacional, baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado no tratamento da interação água-ar. O domínio computacional é representado por um tanque de ondas com o dispositivo CAO acoplado. Os resultados obtidos mostram que a máxima potência hidropneumática de 451,15 W é obtida para os graus de liberdade H2/l = 4 e α = 5, enquanto o caso com menor desempenho apresenta uma potência hidropneumática de 98,57 W para os graus de liberdade H2/l = 2,3 e α = 45. Este resultado mostra um ganho de 78,15 % em relação ao caso com menor desempenho de potência. 

Palavras-chave: Design Construtal, Coluna de Água Oscilante (CAO), otimização
geométrica, região de transição trapezoidal.


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