Análise geométrica com Constructal Design da restrição da turbina de um dispositivo de energia das ondas do mar do tipo CAO
Yuri Theodoro Barbosa de Lima1; Mateus das Neves Gomes2; Liércio André Isoldi3; Elizaldo Domingues dos Santos3; Luiz Alberto Oliveira Rocha1
1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 2 Instituto Federal do Paraná; 3 Universidade Federal do Rio Grande
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0256
Resumo
O aumento da população mundial, o crescimento do consumo de energia, a maior conscientização em relação aos recursos ambientais, a diminuição das reservas de petróleo, vem trazendo consigo a busca por fontes alternativas de energia. Neste contexto os oceanos armazenam um grande recurso energético na forma de ondas. A conversão da energia das ondas dos oceanos em energia elétrica apresenta-se como uma importante alternativa. Uma das maneiras de conversão é através do dispositivo de Coluna de Água Oscilante. Neste trabalho o objetivo é através da modelagem computacional e do emprego de Constructal Design analisar a geometria da restrição elíptica que representa a turbina do dispositivo, pois assim é possível maximizar a conversão de energia. Considerando uma geometria bidimensional as restrições para este problema são: Área da restrição elíptica e a Área total do dispositivo CAO. Assim os graus de liberdade analisados são as diagonais da restrição elíptica. Para a solução numérica é empregado um código comercial de dinâmica dos fluidos computacional, FLUENT®, 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 é possível obter um valor para d1 e d2 ótimo em relação à potência gerada pelo dispositivo, otimizando assim a conversão da energia das ondas.
Palavras-chave: Constructal Design; energia das ondas; coluna de água oscilante (CAO); restrição elíptica