Application of constructaldesign for the geometric analysis of a oscillating water column device in the form of double trapezium subjected to regular waves

Authors

  • Cezar Eduardo Pereira Picanço Instituto Federal do Paraná - Campus Paranaguá
  • Daniele Melo de Oliveira IFPR
  • Marcel Cunha IFPR
  • Liercio Isoldi FURG
  • Elizaldo Santos FURG
  • Luiz Rocha Unisinos
  • Mateus Gomes UFRGS

DOI:

https://doi.org/10.26512/ripe.v5i1.19220

Keywords:

Design Construtal. Oscillating Water Column (OWC). Volume of Fluid. Regular waves. Wave energy.

Abstract

O presente artigo aborda numericamente a forma geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) no formato de um duplo trapézio. O sistema foi submetido a incidência de ondas regulares com períodos iguais a: T = 3,0 s, T = 7,5 s e T = 15,0 s, respectivamente. O objetivo é maximizar a potência hidropneumática disponível. Para a análise computacional é empregado um código de dinâmica dos 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. É empregado o Design Construtal para a avaliação geométrica. O grau de liberdade analisado foi H1/L (razão entre a altura e o comprimento de entrada da câmara hidropneumática). As restrições do problema são a área de entrada da câmara hidropneumática e a área total da câmara CAO que são mantidas constantes e a razão L1/L (razão entre largura da câmara CAO e a largura de entrada da câmara), que foi predeterminada como uma constante c com valores específicos: 1,25 / 1,50 / 1,75. A partir dos dados obtidos são analisados: fator de amplificação, vazão mássica, pressão e potência hidropneumática. Os resultados indicam que a análise de configuração geométrica de dispositivo CAO conduz ao máximo aproveitamento da potência hidropneumática disponível, sendo que o caso de maior desempenho obtido para a potência hidropneumática, quando  H1/L = 0,0230, é cerda de 1200 vezes maior que o pior resultado obtido nesse estudo.

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Published

2019-03-06 — Updated on 2022-09-12

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How to Cite

Picanço, C. E. P., Oliveira, D. M. de, Cunha, M., Isoldi, L., Santos, E., Rocha, L., & Gomes, M. (2022). Application of constructaldesign for the geometric analysis of a oscillating water column device in the form of double trapezium subjected to regular waves. Revista Interdisciplinar De Pesquisa Em Engenharia, 5(1), 186–194. https://doi.org/10.26512/ripe.v5i1.19220 (Original work published March 6, 2019)

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